[發明專利]一種月壤厚度估計方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202210982132.3
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115372961A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 童小華;馮永玖;陳書睿;王超;謝歡;劉世杰;許雄;金雁敏;陳鵬;葉真;柳思聰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01V3/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

1.一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)獲取測月雷達數據，其中，所述測月雷達數據包括雷達回波；

步驟2)對測月雷達數據進行預處理；

步驟3)基于預處理后的測月雷達數據進行地層劃分，并提取月壤層數據；

步驟4)基于雙曲線法對月壤層數據中的雷達回波中的點目標進行介電常數反演，得到初始介電常數；

步驟5)基于有限帶寬波阻抗法和初始介電常數進行二維介電常數剖面的高效反演，得到介電常數；

步驟6)基于介電常數估計月壤厚度。

2.根據權利要求1所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述步驟2)包括以下步驟：

步驟2-1)去除測月雷達數據中的重復數據；

步驟2-2)零時刻校正：以雷達回波中真空-月壤的強回波所在的回波時刻對齊各列數據；

步驟2-3)直流偏移校正；

步驟2-4)背景噪音抑制；

步驟2-5)帶通濾波，保留中心頻率附近信息；

步驟2-6)回波增益：基于雷達回波時間對深層回波進行振幅補償。

3.根據權利要求2所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述初始介電常數用于補償直流偏移矯正造成的低頻信息損失。

4.根據權利要求1所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述地層包括月壤層、濺射物層、古月壤和基巖層。

5.根據權利要求1所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述步驟4)包括以下步驟：

步驟4-1)設雙曲線頂點處的坐標為(X₀，T₀)，雙曲線上另一點的坐標為(X₁，T₁)，確定雷達波在天線與雙曲線頂點的平均速度V：

步驟4-2)根據雷達波傳播速度與介電常數ε的反比關系其中，ε≥1，推導出至雙曲線頂點處的初始介電常數：

其中，c為雷達波在真空中的傳播速度；

步驟4-3)基于步驟4-1)和步驟4-2)計算雷達回波中每一離散點目標的初始介電常數。

6.根據權利要求5所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述步驟5)包括以下步驟：

步驟5-1)獲取步驟4-3)中得到的每一離散點目標的初始介電常數；

步驟5-2)對初始介電常數進行多次多項式擬合，確定最優擬合結果，生成擬合曲線；

步驟5-3)將擬合曲線作為有限帶寬波阻抗法中的全局約束帶入有限帶寬波阻抗法中，進行二維介電常數剖面的高效反演，得到介電常數。

7.根據權利要求6所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述多項式擬合的擬合優度評價指標為修正殘差平方和，所述修正殘差平方和通過對殘差平方和施加一個懲罰項得到，其中，所述懲罰項基于多項式擬合的階數確定，階數越高，懲罰項的值越大。

8.根據權利要求1所述的一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計方法，其特征在于，所述測月雷達數據還包括巡視器位置、巡視器移動速度。

9.一種基于有限帶寬波阻抗的月壤厚度估計裝置，包括存儲器、處理器，以及存儲于所述存儲器中的程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1-8中任一所述的方法。

10.一種存儲介質，其上存儲有程序，其特征在于，所述程序被執行時實現如權利要求1-8中任一所述的方法。