月球表面多通道辐射亮度温度的模拟与月壤厚度的反演.pdf

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1、#(!第!"卷!第!期!#$$"年!月月球表面多通道辐射亮度温度的模拟与月壤厚度的反演"法文哲!金亚秋""复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室!上海%""$))摘要!!为模拟月球表面辐射亮度温度#由月球表面数字高程和月壤厚度实测点数据建立月球表面高度与月壤厚度的一种对应关系#构造了全月球表面月壤厚度的分布3根据月球表面现有的观测数据#给出月球表面温度随纬度的变化3这样#由起伏逸散定理#模拟计算了一平行分层月壤多通道微波辐射亮度温度的月球表面分布#为现有的多通道微波辐射技术探月提供一个范例3以此辐射亮度温度模拟分布为理论观测值#推导了用三个通道辐射亮度温度反演月壤厚度#并分析了反演误差随月

2、壤介电特性$R.E含量等参数可能的变化3%F;7E关键词!!探月遥感!辐射亮度温度!月壤厚度!反演&

3、现!因此多通道微波辐射计是一种在以往KW?//?"阿波罗$和A65-"月球$计划中&!!’可行的有效载荷方案3我国正在展开的,嫦娥-对月球表面曾进行了直接的探测实验来确定月表的探月工程!月球探测卫星将在世界上首次搭载多通月壤厚度!例如KW?//?!!!!%以及!$(!*着陆点道微波辐射计!有可能通过多通道微波辐射反演月&!’的月震实验!KW?//?!*着陆点的多频电磁探测实球表面月壤厚度的分布3&%’验等3基于分析环形山的形态学及其直径的频数月球表面的月海和环形山起伏是由于陨石撞击分布的实验室研究!曾确定了A65-

4、S"勘测者$!着陆点月壤厚度的极限值3"8.0.4-/7/7J-4.?5,-WW.50!^+L$分布3本文由月&(!*’H2?7,-X7S通过分析环形山直径的频数分布来确球的现有^+L分布!建立月球^+L与月壤厚度定月壤厚度的累积分布函数!用这种方法估计了之间的一种对应关系!与KW?//?着陆点的实验数据&#’做了拟合比较3同时!由月球表面的一些测量结H6SJ7V?S*着陆点的月壤厚度3:-1./7J1XV用类似&!%!!)’的方法估算了A65-!(!!*!%"以及%!着陆点月壤果!给出月球表面温度随纬度的变化!这一温厚度的中值及其极限值3但是这些方法都只能获得度分布可由穿透深度非常小的高频

5、通道"如)*ODb$局部的很小范围的月壤厚度3近来!H2X6S-4?J和的辐射亮度温度来验证3在这些条件的基础上作为!%""&’"(’%!收稿!%""&’"#’"&收修改稿!"国家重点基础研究发展规划资助项目"批准号#%""!C:)"<$""$!""通讯作者!+’,-./#Vea.5!T68-53-9395!第!"卷!第!期!#$$"年!月#*正问题!由一平行分层介质热辐射的理论模型计算月海水准面高)($X,3月面一些较,年轻-的环模拟了多通道")3"!*3#!!<3)&!)*3"ODb$月球形山常带有起伏的辐射纹3表面的辐射亮度温度分布!讨论了辐射亮度温度随月球表土即月壤是由表层尘土%岩石

6、碎屑%角有关参数的变化情况3进一步对于逆问题!以辐射砾岩%撞击熔融玻璃物质组成!它是在月球地质历亮度温度的模拟值为观测值!推导了三通道辐射亮史时期由无数陨石撞击所形成的!厚度可达几米到度温度反演月壤厚度的近似公式!并分析了反演误数十米3一般情况下!月壤厚度与月球表面物质的差随月壤介电特性%金属含量等参数的变化3年龄有关!年龄越大!陨石撞击年代越久!月壤厚&!"’度越大3但是到目前为止!尚无法获得月球表面!!由月球表面C0+构造月壤厚度年龄的数据3月海地区的平均月壤厚度为$(&,!&!%’月球表面有环形山%月海%月陆%山脉%起伏月陆地区的平均月壤厚度为!"(!&,!月陆的高的月面辐射纹以及月谷

7、"月溪$等3环形山"9S-47S$度大于月海的高度3本文采用月面数字高程"^+L$是碗状凹坑结构!是月面的显著特征!直径在!(来构造月壤厚度的分布!月面高度大的地方月壤厚)""X,的环形山几乎布满了整个月面!占月球表面度大!高度小的地方月壤厚度小3面积的*I(!"I3月海",-S7$是月面上的平原!图!为美国国家宇航局"[KHK$给出的月球表&!$’大多呈圆形或椭圆形!多为山脉封闭3月面上高出面^+L!其中K