科学家们开发了一种新的月球导航方法，利用斐波那契螺旋来计算月球上类似gps系统的最佳参数。这种创新的方法有助于实现月球飞行器导航的现代化，基于月球独特的椭球形状，提供更精确的测绘，这一形状具有明显的半长轴和半小轴。

来自E?tv?s Loránd大学(ELTE)科学系的地球物理学学生卡米拉Cziráki正在开拓一种新的方法来研究适合月球表面探险的导航系统。在与地球物理和空间科学系负责人Gábor Timár教授的合作下，他们应用了800岁的数学家斐波那契的方法，使地球的GPS系统参数适应月球。

他们的研究结果发表在《地球物理学报》上。

现在，随着人类准备在半个世纪后重返月球，人们关注的焦点是月球导航的可能方法。现在看来，阿波罗登月任务的现代继承者很可能会得到某种形式的卫星导航的帮助，类似于地球上的GPS系统。

以地球为例，这些系统没有考虑地球的实际形状，即大地水准面，甚至没有考虑海平面定义的表面，而是考虑最适合大地水准面的旋转椭球体。它的交点是一个椭圆，在赤道离地球质心最远，在两极离地球质心最近。地球的半径不到6400公里，两极离中心的距离比赤道近21.5公里。

为什么最适合月球的椭球体的形状很有趣，什么参数可以用来描述它?为什么有趣的是，月球的平均半径是1737公里，相比之下，它的两极离质心比离赤道近半公里?如果我们想将GPS系统中尝试和测试过的软件解决方案应用到月球上，我们需要指定这个椭球体的半长轴和半短轴两个数字，这样程序就可以很容易地从地球转移到月球上。

月球的自转速度较慢，其自转周期等于其绕地球公转的周期。这使得月球更像一个球形。它几乎是一个球体，但又不完全是。尽管如此，对于迄今为止所绘制的月球地图来说，仅仅近似于一个球体的形状就已经足够了，那些对我们的天体伙伴的形状更感兴趣的人使用了更复杂的模型。

有趣的是，以前从来没有人用旋转椭球体来近似月球的形状。

上一次这样的计算是在20世纪60年代由苏联太空科学家进行的，他们使用的是从地球上可见的月球侧面的数据。

卡米拉Cziráki是地球物理学专业的二年级学生，她和她的导师，地球物理学和空间科学系的系主任Gábor Timár一起计算了最符合月球理论形状的旋转椭球体的参数。

为了做到这一点，他们使用了一个现有的潜在表面的数据库，称为月球面，从中他们在表面上均匀间隔的点上提取高度样本，并寻找最适合旋转椭球体的半长轴和半长轴。从100个采样点逐渐增加到100000个，两个参数的值稳定在10000个点。

这项工作的主要步骤之一是研究如何在球面上均匀排列N个点，并有几种可能的解决方案;卡米拉Cziráki和Gábor Timár选择了最简单的一个，即所谓的斐波那契球。斐波那契螺旋可以用非常简短和直观的代码来实现，这种方法的基础是由800岁的数学家莱昂纳多·斐波那契奠定的。将该方法应用于地球作为验证，重建了GPS使用的WGS84椭球的良好近似值。

参考文献:“基于GRaiL的类硒体模型的最佳拟合月球椭球体参数”，Kamilla Cziráki和Gábor Timár, 2023年6月27日，Acta Geodaetica et geophysics。DOI: 10.1007 / s40328 - 023 - 00415 - w