[发明专利]一种月面地形地貌模拟器制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟器制造方法，尤其涉及一种月面地形地貌模拟器制造方法，属于航天器地面物理试验技术领域，扩展了包括地球模拟器、太阳模拟器等模拟在内的模拟器种类，满足了深空巡视探测的研究需求。

背景技术

月面地形地貌模拟器用于相关视觉敏感器的试验，它能真实再现月面目标着陆区典型的地形地貌，作为一类科学试验设备，它必需如实反映典型月面的形态及光照反射特性。月面地形地貌模拟器研制方法区别于传统沙盘制造方法。传统沙盘是一种古老又新颖的立体造型艺术，是一类地图产品，通常会采用缩比的形式艺术地模拟再现自然景观，直观表达地形地貌、地物特征和专题信息。由于缩比的原因，传统沙盘对模拟对象的细节通常是忽略的，其造型的示意性大于真实性的要求。传统沙盘主要的作用是用于规划、展示、观赏等，因此通常对沙盘尺寸精度要求不高，只是在制造过程中把握尺寸比例即可满足要求。而月面地形地貌模拟器则必须真实、等比反映月面目标着陆区典型的地形地貌特征，要求微观纹理、色彩微差与月面高度一致，对其光学反射特性和三维地形数据必须有一套可靠的精确测量方法。

月面地形地貌模拟器不但在外观与月面高度一致，其测量数据也必须符合月面特性。合格的月面地形地貌模拟器，是视觉试验中环境感知敏感器成像的对象，月面地形地貌模拟器与月面特性符合的程度决定了试验验证环境感知算法的可信性，是月面巡视器探测成败的关键之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种月面地形地貌模拟器制造方法，制造出的月面地形地貌模拟器保证模拟月球表面的可靠性、有效性和精确性，最终提高了月面巡视器探测的可靠性和安全性。

本发明的技术解决方案是：一种月面地形地貌模拟器制造方法，步骤如下：

（1）根据月球表面地形统计特征，计算出相应面积内月球着陆区的典型地形地貌特征，典型地形地貌特征包括撞击坑、斜坡、月表岩石的数量和规格，再根据典型地形地貌特征的剖面特征数据，随机生成对应面积的三维地形图；

（2）根据随机生成的三维地形图，按照指定的间距，生成等高线图；

（3）根据等高线图制造月面地形地貌模拟器整体的底盘和基础地形，并完成基础地形的现场拼接，然后等待月面地形地貌模拟器小样试制结果；

（4）根据部分等高线图，试制不同的月面地形地貌模拟器小样，根据分析计算，使用不同的表面材料和工艺手法，试制不同的月面地形地貌模拟器表面，然后对各个月面地形地貌模拟器小样进行成像测试、后向反射特性测试以及反照率测试，得到合格的月面地形地貌模拟器小样，并记载合格的月面地形地貌模拟器小样的表面材料属性、表面处理工艺数据，从而形成固定的月面地形地貌模拟器表面制造工艺；

（5）利用步骤（4）中确定的月面地形地貌模拟器表面制造工艺，对月面地形地貌模拟器整体的表面进行处理；

（6）对月面地形地貌模拟器整体表面进行成像测试、后向反射特性测试以及反照率测试，如果测试不合格，则根据步骤（4）中的月面地形地貌模拟器表面工艺，对月面地形地貌模拟器局部进行修改，然后进行步骤（5），直到月面地形地貌模拟器整体测试合格；

（7）对月面地形地貌模拟器整体进行三维激光扫描，得到月面地形地貌模拟器三维地形数据，模拟器制造完成。

所述对月面地形地貌模拟器小样进行后向反射特性测试的方法为：太阳模拟器开启后，稳定15分钟后，使太阳模拟器垂直照射在月面地形地貌模拟器小样上，太阳电池从不同角度面向被照射的月面地形地貌模拟器小样，并使用数字万用表对不同角度下太阳电池的输出进行测量，最后，对不同角度下所获得的太阳电池的输出电流分析，得到月面地形地貌模拟器小样的后向反射特性。

所述对月面地形地貌模拟器小样进行反照率测试的方法为：在晴朗室外太阳光照下，使用反照率测量仪对月面地形地貌模拟器小样的反照率进行直接测量，反照率测量仪有两个表头，表头1面对太阳，其电压表征太阳辐照强度；表头2面对月面地形地貌模拟器小样的漫反射光，其电压表征模拟器小样的反射强度，表头2电压值与表头1电压值之比即为模拟器小样的反照率。

本发明与现有技术相比的有益效果是：