本文關(guān)鍵詞：基于Mini-RF數(shù)據(jù)的月表介電常數(shù)反演與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： Mini-RF Campbell模型 Oh模型 介電常數(shù) 撞擊坑濺射物 火山碎屑巖

【摘要】：自20世紀(jì)60年代以來，以美國和前蘇聯(lián)為代表的月球探測計劃，得到大量的月巖和月壤參數(shù)分布等數(shù)據(jù)，使人類對月球地形、成分、結(jié)構(gòu)等特性有了更深入的認識。月球表面覆蓋著一層厚厚的月壤，其粒度約為40-100μm，也有直徑數(shù)米左右的巖石埋在月壤中。月壤平均厚度一般為4-5m，其中富含鈦鐵礦等重要戰(zhàn)略資源。月壤電性參數(shù)的探測對月球資源的勘探、開發(fā)和利用都具有重要意義。 以往對月表介電常數(shù)的反演都是采用Clementine或Lunar Prospector衛(wèi)星對月觀測的光學(xué)反射率數(shù)據(jù)，來推算月表FeO與TiO2含量，再由Apollo樣品回歸分析確定的FeO和TiO2含量之間的經(jīng)驗公式來估算月壤介電常數(shù)。由于我們采集到的Apollo樣品數(shù)量有限，由這些樣品所確定的經(jīng)驗公式可能無法對全月表的介電常數(shù)實現(xiàn)準(zhǔn)確的計算。本文提出用Mini-RF雙極化雷達數(shù)據(jù)直接反演月表介電常數(shù)，并結(jié)合Mini-RF產(chǎn)品數(shù)據(jù)的特殊雷達回波來識別撞擊坑濺射物和火山碎屑巖的空間分布特征。 考慮到月表與地表相似的粗糙起伏特征，本文對地面遙感定量描述的粗糙表面雷達后向散射模型的適用條件進行了詳細闡述，包括基爾霍夫模型（Kirchhoff），幾何光學(xué)模型（GOM），物理光學(xué)模型（POM），小擾動模型（SPM），積分方程模型（IEM），，Oh模型，Dubois模型，Campbell模型和Shi模型，并進行對比分析。選擇已經(jīng)應(yīng)用到月球，且介電常數(shù)反演結(jié)果與登月點實測值比較接近的Campbell模型和經(jīng)驗參數(shù)較少，應(yīng)用范圍廣的Oh經(jīng)驗?zāi)Ｐ妥鳛樵卤斫殡姵?shù)反演模型。 為了驗證Campbell模型和Oh模型在月表的適用性，根據(jù)Mini-RF數(shù)據(jù)產(chǎn)品Stokes參數(shù)分別計算水平極化和垂直極化后向散射系數(shù)，結(jié)合LOLA提供的粗糙度參數(shù)，分別求取Campbell模型和Oh模型在Luna16登月區(qū)域的介電常數(shù)，并與登月點實測介電常數(shù)進行比較。得出結(jié)論：Oh模型反演的介電常數(shù)與實測值很接近，相對誤差比較小，均方根誤差也比較小，而Campbell模型反演的結(jié)果與實測值相差比較大。選定Oh模型作為月表介電常數(shù)反演模型。 應(yīng)用所選的方法，反演撞擊坑濺射物和火山碎屑巖分布區(qū)的介電常數(shù)。同時根據(jù)Stokes參數(shù)求取研究區(qū)域的圓極化比值、極化度和相對相位。利用極化度和相對相位進行m分解，根據(jù)該分解技術(shù)得到研究區(qū)域的物理散射機制的分布特征。光學(xué)圖像上撞擊坑濺射物一般為亮色調(diào)，火山碎屑巖整體為暗色調(diào)，且某些區(qū)域邊界不清晰；但在雷達圖像上，由于月表不同地質(zhì)單元表現(xiàn)為不同的微波散射特性，由圓極化比、物理散射機制的分布和介電常數(shù)對研究區(qū)進行綜合分析，根據(jù)雷達波的穿透性能對撞擊坑濺射物和火山碎屑巖的空間分布作定性分析。
【關(guān)鍵詞】：Mini-RF Campbell模型 Oh模型 介電常數(shù) 撞擊坑濺射物 火山碎屑巖
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P184.5;P237
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 月球微波遙感13-14
• 1.2.2 月球介電常數(shù)反演14-15
• 1.2.3 月球撞擊坑濺射物和火山碎屑巖雷達探測15-17
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線17-18
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)18-20
• 第2章 粗糙表面雷達后向散射模型20-27
• 2.1 理論模型20-23
• 2.1.1 基爾霍夫模型（Kirchhoff）20-22
• 2.1.2 積分方程（IEM）模型22-23
• 2.2 經(jīng)驗?zāi)Ｐ?/span>23-25
• 2.2.1 Oh模型23-24
• 2.2.2 Dubois模型24-25
• 2.2.3 Campbell模型25
• 2.3 半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?/span>25-27
• 第3章 月表介電常數(shù)反演27-37
• 3.1 數(shù)據(jù)27-30
• 3.2 介電常數(shù)反演30-35
• 3.2.1 模型參數(shù)30-33
• 3.2.2 Campbell模型反演月表介電常數(shù)33-34
• 3.2.3 Oh模型反演月表介電常數(shù)34-35
• 3.3 介電常數(shù)反演結(jié)果評價35-37
• 第4章 月表介電常數(shù)應(yīng)用37-51
• 4.1 撞擊坑濺射物分布37-44
• （1）坡度39-40
• （2）介電常數(shù)40-41
• （3） m-chi分解41-43
• （4）圓極化比43-44
• 4.2 火山碎屑巖分布44-51
• （1）介電常數(shù)47-48
• （2） m-chi分解48-49
• （3）圓極化比49-51
• 第5章 結(jié)論與討論51-53
• 5.1 主要工作與結(jié)論51-52
• 5.2 未來工作建議與展望52-53
• 參考文獻53-58
• 作者簡介及科研成果58-60
• 致謝60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 歐陽自遠;;嫦娥一號衛(wèi)星的初步科學(xué)成果與嫦娥二號衛(wèi)星的使命[J];航天器工程;2010年05期

2 EDWARD Matthew Osei Jnr;;Influence of Temperature and Frequency on Microwave Dielectric Properties of Lunar Regolith Simulant[J];Chinese Geographical Science;2011年01期

本文編號：981363