月球表層媒質(zhì)的被動遙感機(jī)理及厚度反演研究.pdf

1、該文的主要目的是尋找一種反演方法,利用月球探測衛(wèi)星微波輻射計的亮度溫度數(shù)據(jù)評估月壤厚度.國際上尚未有利用微波輻射計進(jìn)行對月觀測的先例,因此,中國的月球探測衛(wèi)星將實現(xiàn)首次對月球進(jìn)行被動微波遙感探測,這具有重大的科學(xué)價值和意義.月球表層可近似視為由月壤和月巖組成的雙層結(jié)構(gòu),因此,該文主要針對雙層媒質(zhì)進(jìn)行討論.該文首先簡要介紹了微波輻射計的探測原理及月球探測衛(wèi)星微波輻射計的設(shè)計方案,還介紹了利用傳播矩陣計算分層媒質(zhì)的反射率的方法,并給出雙層媒

2、質(zhì)的反射率表達(dá)式,分析了雙層媒質(zhì)的反射率隨觀測角、頻率和第一層厚度的變化關(guān)系.接著,著重介紹分層媒質(zhì)亮度溫度(即亮溫)的兩種不同解法:基于RT理論的亮溫求解法(RT方法)和利用并矢格林函數(shù)的特點得到亮溫的方法(DGF方法),并推導(dǎo)出不同溫度分布情況下,雙層媒質(zhì)的亮溫隨第一層厚度的變化關(guān)系;結(jié)果表明:在相同溫度分布情況下,兩種方法所得亮溫隨厚度的變化趨勢相同,但RT方法所得亮溫與厚度間是一一對應(yīng)關(guān)系,而DGF方法則不是.然后,根據(jù)輻射計自

3、身的特點,提出了輻射計的探測深度的計算方法,并給出具體溫度分布情況下輻射計探測深度的計算式,并分析了探測深度隨輻射計觀測角度和工作頻率的變化情況.最后,該文根據(jù)RT方法和DGF方法的的不同特點,提出了兩種不同的厚度反演法.對于RT方法,從其亮溫表達(dá)式即可獲得厚度的反演式;而對于DGF方法,文中根據(jù)最小二乘法對多通道輻射計的理論值與測量值進(jìn)行比較,從而得到厚度的估計值.分析比較這兩種反演法表明:雖然兩種方法均可用于分層媒質(zhì)的厚度估計,但相