深空探测通常包括轨道器和探测车任务,轨道器影像对全球测图并提供了几何和光谱信息,便于着陆区的选择和着陆;探测车影像提供着陆区更加细节的信息,以便进行长短期的任务规划和科学目标的考察。如何利用探测车影像进行高精度自动化的制图是深空探测任务中重要的研究课题。　　 本文针对探测车影像高精度地形产品生产的整个过程进行了研究,从高精度的数据获取到全自动的立体匹配和顾及不同距离的变分辨率高精度地形产品的生成,主要研究内容包括:　　 1.结合摄影测量原理和误差传播定律,从理论上探讨了长基线的测图精度,推导出基线长与测图精度间的模型,同时采用蒙特卡洛模拟对不同交会模式下的测图精度进行模拟分析,验证了理论分析的正确性。推导的理论精度模型可直接应用于深空探测远距离测图时基站的布设中,扩充立体相机的测图能力。　　 2.使用带条件约束的自由网平差提高影像外方位元素的精度,针对秩亏自由网平差的问题使用奇异值分解对误差方程进行了有效解求。利用勇气号火星车两站的长基线影像验证了自由网平差方法的有效性,提高了物方和像方的精度。　　 3.在传统马尔科夫匹配模型的基础上建立了自适应马尔科夫场模型,将该模型抽象为数据项和空间项的组合,实现了自适应视差范围的预测、自适应窗口匹配和自适应权重系数的有效结合。自适应马尔科夫场的匹配降低了视差的搜索范围,同时针对图像上像元视差连续性的不同,将空间项全局的权重系数改进为局部参数,在实现全局匹配的同时保留了视差不连续的区域。通过标准数据库和火星车影像证明了模型的正确性和有效性。　　 4.顾及物方精度的变分辨率地形产品的生成。根据立体相机的测图精度建立极坐标系,结合测图精度的变化生成密度由密到疏的采样点,在降低数据存储量的同时保留了测图精度。通过火星车导航相机和移动平台数据的实验验证了该方法的可行性和有效性。