“嫦娥一号”对环形山起伏非均匀月表层微波辐射观测的理论建模分析

发布时间：2018-08-25 17:39

【摘要】：中国"嫦娥一号"探月卫星在世界上首次采用多通道微波辐射计垂直测量月球表面的微波热辐射,以期由多通道微波辐射亮度温度了解整个月球表面的微波辐射特征,进而反演月壤层厚度,估算月壤层富含的氦3含量.在该科学目标和技术条件下,讨论了月球表面微波辐射理论建模中月表粗糙面、温度廓线介质辐射、密集粒子散射等物理要素的影响.按照月表面环形山数目与形态的统计特征,数值构造环形山随机分布的月表面地形.由规则三角形网格对"嫦娥一号"微波辐射计空间分辨率量级的月表面地形数值剖分,来计算随机起伏粗糙月表面微波平均反射率与发射率.数值结果表明在"嫦娥一号"微波辐射计空间分辨率的条件下,环形山月表面可视为平表面建模.由具有相干势的准晶体近似讨论了月壤层密集颗粒的散射与吸收特性,及其月壤层有效介电常数的计算.用分层辐射传输方程推导具有非均匀温度廓线分布的月尘、月壤、月岩层微波辐射亮度温度,分析了各个物理参数对辐射亮度温度的影响.从而分析了"嫦娥一号"对月表面微波辐射观测的三层结构理论建模与参数选取.
[Abstract]:For the first time in the world, the Chinese "Chang 'e-1" lunar probe satellite has used a multi-channel microwave radiometer to vertically measure the microwave thermal radiation on the lunar surface in order to understand the microwave radiation characteristics of the whole lunar surface from the brightness temperature of the multi-channel microwave radiation. Then the thickness of the lunar soil layer is inversed and the helium-rich content of the lunar soil layer is estimated. Under the scientific and technical conditions, the effects of the lunar surface rough surface, temperature profile medium radiation and dense particle scattering on the theoretical modeling of lunar surface microwave radiation are discussed. According to the statistical characteristics of the number and shape of the crater on the lunar surface, the random distribution of the lunar surface topography of the crater is numerically constructed. In order to calculate the mean microwave reflectivity and emissivity of the random undulating rough lunar surface, a regular triangular mesh is used to subdivide the monthly surface topography of the "Chang'e 1" microwave radiometer with spatial resolution of the order of magnitude. The numerical results show that the lunar surface of the crater can be modeled as a flat surface under the condition of the spatial resolution of the "Chang'e 1" microwave radiometer. The scattering and absorption characteristics of dense particles in the lunar soil layer and the calculation of the effective permittivity of the lunar soil layer are discussed by using the quasi-crystal with coherent potential. The microwave radiation luminance temperature of lunar dust, lunar soil and lunar rock layer with non-uniform temperature profile distribution is derived by using stratified radiation transfer equation. The influence of various physical parameters on radiation luminance temperature is analyzed. Thus, the theoretical model of three-layer structure and the selection of parameters for the observation of microwave radiation on lunar surface by Chang'e 1 are analyzed.
【作者单位】： 复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(60971091,40637033) 遥感科学国家重点实验室基金(2009KFJJ011)资助项目
【分类号】：P184.5

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2203616