基于多发多收探地雷达系统的月壤层状介质反演

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• 论文作者：刘海 ; 梁添 ; 韩峰 ; 王洪华 ; 柳清伙
• 年：2015
• 作者机构：厦门大学;桂林理工大学;Duke University;
• 会议召开时间：2015-10-10
• 会议录名称：2015中国地球科学联合学术年会论文集（十五）——专题41环境地球物理方法技术与研究进展、专题42浅地表地球物理进展、专题43工程地球物理技术进展与应用
• 英文会议录名称：Proceedings of 2015 Annual Meeting of Chinese Geoscience Union(CGU)
• 语种：中文
• 分类号：P184.5
• 学会代码：ZGDW
• 会议名称：2015中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国地球物理学会、全国岩石学与地球动力学研讨会组委会、中国地质学会构造地质学与地球动力学专业委员会、中国地质学会区域地质与成矿专业委员会
• 学会名称：中国地球物理学会
• 页数：1
• 文件大小：1150k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

我国计划于2017年发射的嫦娥五号月球探测器将搭载一套高分辨率探地雷达系统,承担对浅层月壤结构进行探测与成像的科研任务。该系统将搭载12个超宽带Vivaldi天线,在离月表90厘米的高度和静止的情况下可对着陆器下方的月壤结构进行快速探测,研究在仅有的12发11收共132道雷达数据基础上的高分辨率快速反演成像算法将是制约嫦娥五号月球探测器能否实现我国嫦娥工程三期的采样返回任务的关键技术之一。本文建立了该月壤结构探地雷达系统和月壤分层结构的简化仿真模型,采用有限差分法模拟了该系统所采集的雷达回波信号,并提出了一种可消除电磁波折射影响的改进速度谱反演算法,该算法可对月壤分层介质的厚度和介电参数进行反演成像。三层月壤结构的反演结果表明,厚度和介电常数的相对误差均小于2%。在考虑了着陆器顶部金属顶板的正演数据和速度谱反演结果表明,金属顶板造成强烈的多次波,增加了速度谱中分层界面首次反射信号的识别难度。后续工作的重点将探讨消除顶板多次反射的算法,以提高实测数据的反演精度。

引文

1.欧阳自远.月球科学概论[M].北京:中国宇航出版社,2005:151-157.
    2.O.Yilmaz,Seismic data analysis:Processing,Inversion,and Interpretation of Seismic Data.Tulsa:Society of Exploration Geophysicists,2001.
    3.J.Huisman,S.Hubbard,J.Redman,and A.P.Annan,"Measuring soil water content with ground penetrating radar:Areview,"Vadose Zone Journal,vol.2,pp.476-491,November 2003.