[發(fā)明專利]一種基于最小二乘克希霍夫偏移的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910125903.5
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN109765626A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李靜
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉華平

本發(fā)明公開了一種基于最小二乘克希霍夫偏移的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的常規(guī)的Stolt偏移或者FK偏移也無法實(shí)現(xiàn)探月數(shù)據(jù)處理的問題。該方法包括(S1)讀入探月雷達(dá)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；(S2)進(jìn)行速度譜分析，確定月球內(nèi)部主要層結(jié)構(gòu)的位置；(S3)開展克希霍夫的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)偏移處理；S4)加入最小二乘迭代進(jìn)行數(shù)據(jù)偏移算法；(S5)輸出探月雷達(dá)數(shù)據(jù)成像結(jié)果。通過上述方案，本發(fā)明克希霍夫偏移達(dá)到了提高目標(biāo)成像分辨率和振幅保真度的目的，具有很高的實(shí)用價值和推廣價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于月球及深空探測領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種基于最小二乘克希霍夫偏移的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

2013年我國嫦娥三號航天器成功著陸，著陸地點(diǎn)位于月海盆地的北部，月球地理坐標(biāo)為44.12°N，19.50°W。隨后，玉兔巡視器從嫦娥三號航天器中著陸月球地面。玉兔巡視器沿著特定路徑行駛，探月雷達(dá)搭載在巡視器上，發(fā)射和接收電磁信號，并將接收到的回波信號傳回地球。玉兔巡視器共行駛了大約114m，中途共有17個航點(diǎn)，起點(diǎn)為N101點(diǎn)，終點(diǎn)為N209點(diǎn)。巡視器沿著特定路徑行駛，相鄰航點(diǎn)之間間隔一小段距離，目的是為了定期刻畫出玉兔巡視器的進(jìn)度。當(dāng)玉兔巡視器處于固定位置時，探月雷達(dá)開始采集信號，并將信號以數(shù)據(jù)塊的形式進(jìn)行保存，并傳回地球。主頻為60MHz和500MHz的兩組天線同時進(jìn)行采集，接收信號的時間窗口長度分別為640ns和10240ns。

近年來，國內(nèi)外科學(xué)家圍繞探月雷達(dá)數(shù)據(jù)開展了大量的處理和解釋工作。其中有代表性的研究工作包括：肖龍等在science期刊上首次對嫦娥三號談閱歷雷達(dá)數(shù)據(jù)開展了基本處理并得到了月球內(nèi)部的分層結(jié)構(gòu)。張金海，法文哲等先后采用FK偏移，時頻分析等技術(shù)手段對探月雷達(dá)開展精細(xì)處理，在獲得原有認(rèn)識的基礎(chǔ)上對月球內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)以及巖屑、巖塊的散射干擾得到了不錯的應(yīng)用效果。隨后，張領(lǐng)等國內(nèi)學(xué)者采用一系列的去噪方法技術(shù)對探月雷達(dá)雙通道數(shù)據(jù)開展了不同形式的去噪和信號識別研究。

在地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較完整，速度比較簡單，沒有明顯的橫向空間變化時可以考慮使用Stolt偏移或者FK偏移即可，在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的區(qū)域，Stolt偏移或者FK偏移則不能精確的計算，但嫦娥三號數(shù)據(jù)是共偏移距數(shù)據(jù)，基于波動方程的逆時偏移等高精度算法不能應(yīng)用于探月雷達(dá)數(shù)據(jù)，而常規(guī)的Stolt偏移或者FK偏移也無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，因此如何實(shí)現(xiàn)在探月雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行高精準(zhǔn)的處理，是本領(lǐng)領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于最小二乘克希霍夫偏移的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的常規(guī)的Stolt偏移或者FK偏移也無法實(shí)現(xiàn)探月數(shù)據(jù)處理的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于最小二乘克希霍夫偏移的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟：

(S1)讀入探月雷達(dá)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

(S2)進(jìn)行速度譜分析，確定月球內(nèi)部主要層結(jié)構(gòu)的位置；

(S3)開展克希霍夫的探月雷達(dá)數(shù)據(jù)偏移處理；

(S4)加入最小二乘迭代進(jìn)行數(shù)據(jù)偏移算法；

(S5)輸出探月雷達(dá)數(shù)據(jù)成像結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述步驟(S1)中數(shù)據(jù)預(yù)處理包括以下過程：

(1)數(shù)據(jù)讀取：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存儲格式存儲9段數(shù)據(jù)，并逐卷讀取道集及位置信息；

(2)數(shù)據(jù)拼接：將讀取到的9段數(shù)據(jù)拼接成一組完整剖面數(shù)據(jù)；

(3)道集調(diào)整：對得到的剖面數(shù)據(jù)根據(jù)連續(xù)同相軸進(jìn)行道集調(diào)整；

(4)道集擇取：將調(diào)整后的道集進(jìn)行篩選，選擇數(shù)據(jù)質(zhì)量好的道集；