陈启威，孙 刚，庞贺伟，唐赖颖，杨再华，易旺民

（1. 北京卫星环境工程研究所，北京 100094；2. 中国空间技术研究院，北京 100094）

0 引言

为了深入研究和掌握月面特殊环境（低重力、月表地形地貌、月壤、月尘、月表温度等）[1]对探测器探测活动的影响，将开展探测器在模拟月面地形[2]条件下的功能、性能专项试验评价研究，以验证其行走、越障及爬坡能力。在探测器专项试验研究中，首先需要测量获得模拟月面地形的 DEM图，以此作为器上设备的检测手段，并且与位姿测量系统联合辅助探测器实现自主行走的“沙盘”演练。

经纬仪测量系统、全站仪测量系统、激光跟踪测量系统、数字工业摄影测量系统及激光扫描测量系统等在三维地形测量领域具备各自的测量优势[3-6]。针对模拟月面地形测量范围大、精度高、光照环境复杂以及测量时间短等特点，本专项试验的地形测量采用美国Metris公司MV330型激光雷达系统。激光雷达系统在进行大尺寸地形扫描测量时，将受到最大测量距离、最大测量俯仰角以及景深等限制条件，为此，需要通过多站点测量、高度限制和扫描区域限制等措施来实现模拟月面地形的扫描测量工作。针对测量站点布局、位置参数设置和扫描参数最大化设置等技术问题，本文开展了激光雷达系统在大尺寸地形扫描的应用研究。详情如图1所示。

图1 大尺寸地形扫描的限制条件、解决途径及技术难题Fig. 1 Restrictions, solutions and technical problems of large-size topography scanning

1 测量方案的选定

三维地形高精度测量一般采用非接触三坐标测量系统，根据原理不同可以大致分为空间测角测距法、模式识别摄影测量法和激光扫描法。……