在嫦娥四號工程任務(wù)中，遙感科學(xué)國家重點實驗室行星遙感團隊（www.pmrslab.cn）研發(fā)了月球車導(dǎo)航定位與月面環(huán)境感知技術(shù)與軟件，在北京航天飛行控制中心業(yè)務(wù)化應(yīng)用于遙操作任務(wù)，在著陸點定位、月面三維地形重建、障礙識別、月球車視覺導(dǎo)航定位等方面做出了重要貢獻(xiàn)。

　　在參加工程任務(wù)的同時，行星遙感團隊利用嫦娥四號獲取的影像和光譜等數(shù)據(jù)，與相關(guān)科研團隊和載荷研制團隊合作，開展了著陸區(qū)形貌制圖與演化分析、表面礦物反演等科學(xué)研究，取得了系列成果。

　　利用玉兔二號月球車全景立體影像制作的5cm分辨率DEM及已有中低分辨率DEM，識別和量測了著陸區(qū)的線性濺射物地形特征，并結(jié)合附近撞擊坑形成過程的數(shù)值模擬，指出著陸區(qū)表層是厚度約70米的濺射物，這些濺射物是玉兔二號探測器所直接觀測的物質(zhì)，其中最上層的東北-西南向線性濺射物來自芬森坑，疊加在東南-西北向的艾德勒坑的濺射物上。量測和數(shù)值模擬表明玉兔二號所探測的月球物質(zhì)來自于南極艾肯盆地底部，而不是著陸區(qū)下部的玄武巖。相關(guān)成果2019年發(fā)表于GRL。

　　利用玉兔二號就位測量的光譜數(shù)據(jù)分析嫦娥四號著陸區(qū)礦物成分，指出著陸區(qū)的礦物成分以橄欖石和輝石為主；并且由于南極艾肯盆地形成時已將月殼減薄甚至完全剝離，撞擊產(chǎn)生的熔融物甚至?xí)l(fā)生分異，所以著陸區(qū)的月壤可能主要來自月?；蛘咦矒羧廴诜之愇?。相關(guān)成果2019年發(fā)表于EPSL。

　　利用玉兔二號就位測量的光譜進(jìn)一步分析嫦娥四號著陸區(qū)礦物成分，光譜擬合結(jié)果表明著陸區(qū)月壤含有富鎂橄欖石和富鎂斜方輝石礦物，二者相對含量基本相等。根據(jù)鎂鐵質(zhì)礦物成分和芬森撞擊坑空間位置，進(jìn)一步分析認(rèn)為著陸區(qū)月壤可能源自南極艾肯盆地撞擊事件形成的撞擊熔融分異物或一套富鎂巖石。相關(guān)成果2020年發(fā)表于Icarus。

　　利用玉兔二號就位測量的光譜數(shù)據(jù)分析嫦娥四號著陸區(qū)太空風(fēng)化效應(yīng)，分析結(jié)果表明主要源于芬森撞擊坑濺射物的月壤已發(fā)育成熟。與嫦娥三號著陸區(qū)未成熟月壤相比，嫦娥四號著陸區(qū)月壤中亞微觀金屬鐵含量隨月球車與著陸器距離遠(yuǎn)近并未產(chǎn)生明顯變化，說明嫦娥四號著陸區(qū)月壤的快速形成過程充分混合了最表層已高度成熟的月壤。相關(guān)成果2020年發(fā)表于EPSL。

　　利用國內(nèi)外軌道器影像、嫦娥四號著陸器降落相機影像、玉兔二號月球車導(dǎo)航相機及全景相機影像等多源數(shù)據(jù)，基于攝影測量地形制圖和視覺定位方法技術(shù)，制作了米級至厘米級分辨率的數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像圖等產(chǎn)品，直接應(yīng)用于嫦娥四號工程任務(wù)，并支持了著陸區(qū)形貌與地質(zhì)構(gòu)造分析等科學(xué)研究。相關(guān)成果2020年發(fā)表于Science China Information Sciences和Remote Sensing。

　　上述研究得到了中國科學(xué)院先導(dǎo)科技專項、國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃的資助。

圖1 嫦娥四號著陸區(qū)

圖2 嫦娥四號著陸區(qū)地形剖面圖 (Di et al., 2019)

圖3 玉兔二號就位測量光譜分析結(jié)果（Gou et al., 2020）

圖4 玉兔就位測量光譜數(shù)據(jù)的光譜參數(shù)圖（Gou et al., 2019）

發(fā)表的論文：

　　[1] Di, K., Zhu, M., Yue, Z., Lin, Y., Wan, W., Liu, Z., Gou, S., Liu, B., Peng, M., Wang, Y., Niu, S., Zhang, J., Li, J., Xie, J., Xi, L., Yang, J., Xue, B., 2019. Topographic Evolution of Von Kármán Crater Revealed by the Lunar Rover Yutu-2. Geophysical Research Letters, 46, 12764-12770.

　　[2] Gou, S., Di, K., Yue, Z., Liu, Z., He, Z., Xu, R., Lin, H., Liu, B., Peng, M., Wan, W., Wang, Y., Liu, J., 2019. Lunar deep materials observed by Chang’e-4 rover. Earth and Planetary Science Letters, 528, 115829.

　　[3] Gou, S., Di, K., Yue, Z., Liu, Z., He, Z., Xu, R., Liu, B., Peng, M., Wan, W., Wang, Y., Liu, J., 2020. Forsteritic olivine and magnesium-rich orthopyroxene materials measured by Chang’e-4 rover. Icarus, 345, 113776.

　　[4] Gou, S., Yue, Z., Di, K., Wan, W., Liu, Z., Liu, B., Peng, M., Wang, Y., He, Z., Xu, R., 2020. In situ spectral measurements of space weathering by Chang’e-4 rover. Earth and Planetary Science Letters, 535, 116117.

　　[5] Liu, Z., Di, K., Li, J., Xie, J., Cui, X., Xi, L., Wan, W., Peng, M., Liu, B., Wang, Y., Gou, S., Yue, Z., Yu, T., Li, L., Wang, J., Liu, C., Xin, X., Jia, M., Bo, Z., Liu, J., Wang, R., Niu, S., Zhang, K., You, Y., Liu, B., Liu, J., 2020. Landing site topographic mapping and rover localization for Chang’e-4 mission. Science China Information Sciences, 63, 170-181.

　　[6] Wang, Y., Wan, W., Gou, S., Peng, M., Liu, Z., Di, K., Li, L., Yu, T., Wang, J., Cheng, X., 2020. Vision-Based Decision Support for Rover Path Planning in the Chang’e-4 Mission. Remote Sensing, 12, 624.