月球火星微波遥感探测若干问题的研究
实用类文本欧阳自远肖福根《火星探测的主要科学问题》阅读练习及答案(太原2021-2022高三上期末
太原市2021~2022学年第一学期高三年级期末考试(二)实用类文本阅读(本题共3小题，12分)阅读下面的文字，完成4~6题。
材料一：火星是天穹上的一颗红色亮星，我国古代先人将其取名为“荧惑”；古罗马人称“玛尔斯(战火之星)”，玛尔斯之名被国际沿用至今。
早在1609年，伽利略用自制的望远镜观测火星，开创了人类用科学仪器研究火星之先河。
1877年，意大利天文学家亚帕雷利斯基曾利用望远镜对火星观测，认为看到了火星表面上的运河体系，这引起了人们对火星是否真有生命存在这一话题的浓厚兴趣。
到目前为止，所有的火星探测结果都证明火星现在没有任何生命活动的迹象。
尽管如此，人类并没有放弃对火星生命活动信息的探索。
火星是太阳系中与地球环境最相似的行星，人类了解火星对研究地球早期历史和生命起源有着重要价值，也对人类拓展生存空间具有重要意义。
火星探测器，是一种用来探测火星的人造航天器，包括从火星附近掠过的太空船、环绕火星运行的人造卫星、登陆火星表面的着陆器、可在火星表面自由行动的火星漫游车以及未来的载人火星飞船等。
1960年，前苏联向火星发射了“火星1A号”探测器，它是人类探测火星的开端。
1964年，美国成功发射“水手4号”火星探测器，它是历史上第一个成功到达火星的探测器。
随后美、苏、欧、日等国相继发射了数十个火星探测器，但迄今为止成功率只有一半左右。
2020年7月30日，美国“毅力”号火星探测器成功发射，并在火星杰泽罗陨石坑内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆，2021年“机智”号直升机搭载“毅力”号火星车成功降落在火星表面。
中国火星探测事业起步较晚，2011年中国研制的首个火星探测器“萤火一号”同俄罗斯“福布斯－土壤”号探测器一起搭乘俄运载火箭发射升空，然而由于搭载的俄罗斯“福布斯－土壤”火星探测器出现故障，“萤火一号”未能进入预定轨道，任务宣告失败。
之后，随着中国大型运载火箭和深空探测网等瓶颈取得突破，2016年中国规划自主发射火星探测器，2020年7月23日，“天问一号”火星探测器在我国海南文昌发射场发射升空，本次探测任务一次性完成了“绕、落、巡”三大任务，标志着我国在行星探测领域跨入世界先进行列。
航天遥感应用技术研究
航天遥感应用技术研究一、引言航天遥感应用技术是现代科技的一个重要领域，利用卫星、探空飞艇等航天技术获取各种遥感数据，可广泛应用于环境监测、农业、城市规划、气象等方面。
二、航天遥感基础技术1、遥感原理遥感科学的主要任务是利用航空、航天探测手段对地面信息进行探测和获取,建立地球表面综合信息系统。
遥感技术通过卫星、飞艇等航天平台对地球表面物体进行无接触被动探测，获得波段范围从可见光到微波的不同数据,提取和分析出物体的光学、热学、电磁、地形、水文等多种特征参数,以实现对地球表面的“真实查看”。
2、遥感数据的类型常用的遥感数据有光学遥感数据、微波遥感数据等，其中光学遥感数据包括多谱段遥感数据、全谱段遥感数据等；微波遥感数据包括微波散射数据、微波辐射数据等。
主要光学遥感数据有LandSat、SPOT、IRS等卫星数据。
3、图像处理技术遥感图像处理是将遥感数据（图像）进行信息提取和分析的过程。
遥感图像处理技术主要包括：空域滤波、频域滤波、数字图像处理等。
三、航天遥感应用技术1、环境监测航天遥感技术可用于对大气、水资源、土壤等环境要素进行监测。
例如利用遥感数据可以对全球各地的大气中颗粒物进行监测和分析，对全球气候变化和污染问题提供数据支持。
2、农业应用农业遥感数据可用于农作物的种类、种植的位置、作物的生长情况、土壤信息等方面的监测和分析。
通过遥感数据可以帮助农民优化种植方案，提高农业产量和效率。
3、城市规划遥感技术可用于城市规划和发展中的建筑高度、道路、绿化、拓展等方面的信息获取。
例如在城市开发中，如何合理规划城市的用地、道路、绿化部分等，遥感技术可提供卫星图像和地图信息等数据支持。
4、气象预测航天遥感技术可用于气象预测。
例如卫星云图和红外线图像，可以帮助科学家预测风暴、台风等自然灾害，及时发出预警。
遥感技术还可用于研究气候变化和全球气候模型，为气候预测提供数据支持。
四、面临的挑战1、数据处理难度大遥感数据的获取量大，处理难度也相应增加。
2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)拟授奖项目
49 乙肝病毒进化和免疫遗传在致癌中的作用
50 有机-无机复合膜的亚纳米通道构筑及其分离性能研究 51 高稳定性有机半导体的四元设计原理、绿色加工及光电器件 52 固态单自旋量子相干控制与精密测量实验研究 53 日冕物质抛射的传播演化和地磁效应 54 情境大数据融合表示与分析挖掘研究及应用
恒,卢晓红
大学,南京大学,北京交通大学
李冬生,安永辉,周林仁,匡亚川,何建 平,兰春光,周智,欧进萍
大连理工大学
胡浩权,靳立军,李扬,刘全润,李显,张 建波,王鹏飞,邹亮,华维
大连理工大学
自然奖 自然奖 自然奖 自然奖 自然奖 自然奖 自然奖 自然奖 自然奖
自然奖
二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖
55 生物靶向诊治肿瘤方法学研究
56 抑制细胞增殖与分化异常的新机制研究 57 精神分裂症的遗传易感性研究 58 纤维形态光伏及能量储存器件 59 新型微纳光子器件原理及应用研究 60 子宫内膜癌分子特征及发病分子机制研究
61 高气压脉冲气体放电若干关键基础问题研究
全部完成人
全部完成单位
周仲荣,王文健,温泽峰,金学松,刘启 跃,莫继良,肖新标,朱旻昊
四川大学,重庆师范大学,重庆大学
41
不易成炭高分子材料的高效凝聚相阻燃体系构建及其作用机制
王玉忠,邓聪,赵海波,胡小平,邵珠宝, 刘云,王俊胜,王德义,赵春霞
四川大学
奖种
自然奖 自然奖 自然奖 自然奖 自然奖
月球探测器推力控制轨道优化设计
月球探测器推力控制轨道优化设计一、概述随着人类对宇宙探索的不断深入，月球作为地球的近邻，已成为众多航天任务的重要目标。
月球探测器作为执行这些任务的关键工具，其推力控制轨道优化设计显得尤为重要。
推力控制是月球探测器轨道设计中的核心环节，直接关系到探测器的能源利用、任务执行效率和安全性。
对月球探测器推力控制轨道进行优化设计，不仅有助于提升探测器的性能，也是实现高效、安全、经济的月球探测任务的关键。
本文旨在探讨月球探测器推力控制轨道的优化设计方法。
我们将介绍月球探测器的轨道特性及其面临的挑战，包括重力场模型、大气扰动、太阳辐射压等因素对轨道的影响。
接着，我们将分析推力控制的基本原理及其在轨道设计中的应用，包括推力大小和方向的控制、轨道转移策略等。
在此基础上，我们将提出一种基于多目标优化的推力控制轨道设计方法，旨在实现探测器能源利用的最大化、任务执行时间的最短化以及轨道安全性的提升。
通过本文的研究，我们期望为月球探测器的轨道设计提供一种新的优化思路和方法，为未来的月球探测任务提供技术支持和参考。
同时，我们也期望通过这一研究，推动航天工程领域在轨道设计、推力控制等方面的理论创新和技术进步。
1. 探月任务的重要性与意义探月任务是人类探索宇宙、认识自然、拓展生存空间的重要里程碑。
自20世纪60年代人类首次登月以来，月球探测任务不仅在科学探索上取得了巨大成就，更在推动科技进步、提升国家综合实力、激发人类探索精神等方面发挥了重要作用。
月球探测任务的重要性与意义体现在以下几个方面：月球探测任务对于科学探索具有深远意义。
月球作为地球的唯一天然卫星，拥有独特的地理、地质和天文条件，是研究太阳系形成和演化、地球起源和演化的重要窗口。
通过对月球的深入探测和研究，我们可以更深入地了解月球的构造、地质特征、矿产资源、大气环境等，为认识宇宙的奥秘提供宝贵的数据和线索。
月球探测任务在推动科技进步方面发挥着重要作用。
月球探测需要先进的航天技术、通信技术、材料科学、能源技术等多领域的支持。
火星探测中的科学难点和挑战
火星探测中的科学难点和挑战在人类殖民化宇宙的马拉松般的长跑中，火星被誉为“红色的星球”，成为了目前太阳系以外人类探索最具前景的天体之一。
自第一批无人火星探测器登陆火星以来，火星探测已经经过了多个阶段，但科技的进步也带来了越来越多的挑战和难点。
本文将探讨在火星探测中所面临的科学难点和挑战。
一、对火星环境的适应性火星上的环境极为恶劣，如果人类要在火星殖民化，首先需要设计一个完全可以适应这种环境的生存设施。
主要包括对火星上能源的依赖、食物供应等等。
现有的火星车仅能够在表面上行驶数年左右，而火星表面的长期极端环境已经淘汰掉了数次火星着陆任务。
因此，人类应该致力于寻找长期存在的能源，并且设计适合火星环境的生物培养系统，为从事火星殖民化的人类提供必要的食物。
二、关于火星水资源的问题如果人类在火星上生存，水是第一个需要解决的问题。
虽然火星并没有表面的可见水，但火星极地上的冰层和下面的地下水仍旧存在。
为了获得这些水资源，火星探测器需要有一个比较完备的勘探系统，并且相应的科学家也需要更好地了解火星下方的地质情况，以便更好地收集、储存并利用这些水资源。
三、寻找生命的证据“寻找外星人”自然成为了火星探测的一个重要目标之一。
虽然迄今为止还未有任何确定的证据表明火星上有生命，但是，我们已经知道了火星的大气层、水冰、地质构造和化学成分等其他关键要素，这些元素为我们接下来的探测工作提供了一个良好的科学基础。
探测器需要收集样本，进一步分析，寻找其中任何能够表明生命存在的迹象。
为了确立可靠的结论，科学家需要完整的数据和深入的探索。
四、技术上的挑战火星探测和殖民未来需要越来越复杂、高度自主化的智能机器人，这种机器人具备自我维修和重组的功能，并能够在广泛的火星环境和工作条件下自我适应和重新编程。
科学家也应该发挥各方面的优势，通过探究新的材料、设计更高质量的电池等技术，不断优化和提高探测器的性能。
五、精细管理受到距离、时差等自然因素的限制，传统的远距离生命保障技术和手段在火星探测中已经显得慢而繁琐。
火星探测技术的研究与展望
火星探测技术的研究与展望火星是目前人类正在探索的行星之一，其与地球最接近的距离也只有6,700万公里，是人类比较容易抵达并进行探测的天体之一。
火星探测技术是科学家多年来的研究重点，本文将从火星探测的目的、探测技术以及未来展望等方面进行阐述。
一、火星探测的目的1、探寻生命迹象生命是人类一直追寻的话题，而人类对外太空的探索也不例外。
火星因其较为类似于地球的环境，是寻找外星生命迹象的最佳候选地之一。
当前，火星上曾经存在过水，考古地层和水下冰层中都保存有一些化学物质和有机分子，这些物质有可能是火星上可能存在生命的重要线索。
因此，发现火星上的一些生命形式将为人类提供外星世界生命形式的重要样本。
2、了解行星演化规律通过对火星进行研究，人们可以了解行星的演化历程和规律，为地球的未来演变提供依据。
例如，人们可以通过火星的大气演变及水分迁移规律，得出未来地球上水循环的演变方向，为地球环境保护和气候变化预测提供参考依据。
3、拓展人类探索外太空的边界人类探索外太空的边界已经超过了太阳系，而火星探测是人类太阳系内探索的一个重要部分。
人类探索外太空除了了解和研究宇宙的奥秘外，还为未来太阳系内的资源利用和殖民提供了基础条件。
二、火星探测技术火星探测涉及到很多学科和技术，包括火星观测技术、火星着陆技术、火星表面移动技术、火星大气及水文分析技术等。
1、火星观测技术火星的观测技术一直是天文学研究的重点之一。
人们可以通过光学望远镜、红外望远镜、紫外望远镜等观测手段，对火星进行研究。
2001年，美国发射“火星勇气号”探测器(简称“勇气号”)，在火星轨道上对行星进行研究。
勇气号主要的任务是拍摄卫星高清晰度照片，研究火星岩石和矿物的成分及构造特征，查找曾经存活的生命迹象，并对火星大气及水情况进行分析。
2、火星着陆技术火星着陆技术是对火星进行探测的重要环节。
目前，人类已经实现了不同的火星着陆探测器，如：美国“火星探路者”登陆探测器、月球三号等等。
嫦娥1号卫星微波探月技术机理和应用研究
波穿透 深度很 小 ， 以在 地球上 ， 波传输 通常 不包 所 微
含土壤 厚度 和下层 岩石 信息 。月球 上基本 没有水 的
存在 ， Ｇ ｚ ３ Ｈ 频率 可 以穿 透深 度达 ５ｍ 以上 ‘ 所 以 ，
从 嫦娥 １号微 波探测 器接 收 的亮 温数 据能 够反 映月
行 反演 的方 法 。间接方 法 主要是 基 于撞击 实 验 ，
维普资讯
嫦 娥 １ 卫 星 微 波探 月技 术 机 理 和 应 用研 究 号
姜景 山 ， 王振 占 ，李 芸
（． １ 中国科学院空间科学 － ｑ应用研究 中心 ， 北京 １０ ９ ；． ０ １０２ 中国科学院研究 生院， 北京 １０ ９ ） ０ １０
［ 摘要 ］ 微波探测仪是嫦娥 １ 号卫星有效载荷之一 ， 主要用于测量不 同深度 的月壤微波辐射亮 温 ， 而反演 进 月壤厚度 的信息并对月球的 ｅ资源量和分布进行评 估。这是 国际上第一 次利用被 动微波遥 感探测器在 月 Ｈ 球轨道直接测量月表亮温信 息。因此 ， 月壤辐射 传输模 型的研究 是及其 必要 的。文章 分析 了月球微波 探 对 测 的机理和存在的问题 ， 并给 出了初步解决途径 。 ［ 关键 词］ 嫦娥 １ 号微波探测仪 ； 遥感 ； 月壤 ； 波辐射传输 微 ［ 中图分类号］ Ｖ ７ ［ ４ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文章编号 ］ １０ ０ ９—１４ （０ ８ ０ ０ １ ０ ７２ ２０ ）６— ０ ６— ７
１ 前 言
微 波探 测仪 是 嫦娥 １号 卫 星有 效 载荷 之 一 ， 主 要 用于探 测 全 月 表 及 不 同深 度 的 月 壤 微 波 辐 射 亮
源 开发均 具有 十 分重 要 的意 义 。首 先 ， 月壤 是 对月
微波遥感在气象预测中的应用研究
微波遥感在气象预测中的应用研究一、引言气象预测一直是人类生产和生活中不可或缺的重要组成部分。
为了更准确地预测和解释气象现象及其变化规律，遥感技术不断发展，微波遥感技术也在其中扮演着日益重要的角色。
本文旨在探讨微波遥感技术在气象预测中的应用研究。
二、微波遥感技术概述微波遥感技术是一种基于微波波段的遥感技术，主要用于地球表面和大气中物理量的探测与测量，包括微波辐射计、微波散射计、微波拉曼散射光谱仪等。
微波遥感具有强烈的穿透性，对云、雨、雾、污染和夜间等地物遥感具有较好的探测能力。
微波遥感技术可以提供大气和海洋的物理参量，例如降水、气温、湿度等。
三、微波遥感技术在气象预测中的应用1.天气预报微波遥感技术主要应用于天气预报中的降水量、风速、海表温度等方面。
卫星上的微波辐射计可以探测到地球表面和大气中的微波辐射，从而解读气象信息。
例如，在预测台风登陆前，通过卫星微波辐射计可以观测到台风的中心位置、风圈大小和降水云团特征，及时发出预警，保障人民生命财产安全。
2.气候变化研究微波遥感技术也在研究气候变化中扮演着重要的角色。
卫星上的微波辐射计可以监测全球降水的时空变化，从而研究全球降水的长期变化规律。
通过对长时间序列观测数据的分析，可以对气候变化及其趋势进行研究，建立气候变化的统计学模型。
3.气象干预微波遥感技术对气象干预具有重要作用。
在降水云团即将过境时，利用微波辐射计对其实时监测，可以及时调整农业生产、交通运输和水利工程等生产生活活动，从而减少损失并提高经济效益。
4.海洋气象预测海洋气象预测是航运、港口、沿海工程等行业的重要组成部分。
微波遥感技术可以通过微波散射计定量观测海面粗糙度，从而反演出海洋表面风场。
微波辐射计还可以探测海洋表面温度，揭示海洋环流和气候变化等因素，提高海洋预报的准确性。
四、微波遥感技术面临的挑战微波遥感技术面临的挑战主要来自于两个方面：信息获取和数据处理。
首先，微波遥感技术需要获取大量的遥感数据，而这些数据往往需要通过卫星等遥感设备进行监测和获取，成本较高。
利用嫦娥一号卫星微波探测仪数据反演月球表面物理温度
１ 前 言
根 据微 波 辐射 传 输 原理 ， 嫦娥 一 号 微 波探 测 仪 （ Ｃ Ｅ Ｌ ＭＳ ） 探 测 月壤 的微 波 辐 射 亮 温包 含 了月 表 层
目前 获 取 月 表 温 度 的方 法 大 致 有 两 种 － ， ： ａ ． 直
定 深 度 内 的亮 温 贡 献 之 和 。频 率 不 同则 探 测 深
度不同 ， 随着 频 率 升高 ， 探 测 深 度逐 渐 减小 ， 反 映 的 月 壤厚 度 不 同。不 同厚度 内月 壤 的物 理特 性 ， 如温 度、 介 电常 数 、 密度 、 热 导 率 和 比热 等参 数 不 同 ， 反
一
月表物理温度 （ 以下 简 称 温 度 ， 以示 与 微 波 探 测 仪 的 亮温 区分 ） 是研 究 月 壤及 其 内部变 化 的重要 参 数 之 一 。 月表 温 度 的 已知 程 度 及 其 准确 度 直 接 关 系到 Ｃ Ｅ Ｌ ＭＳ 科 学 目标 的 实 现 ， 尤 其 是 月壤 厚 度 的反 演 ， 这 是 因 为月 表 的微 波 辐射 不 但 是表 面 发射 率 的 函数 ， 也 是 表 面 温 度 的 函数 。 同时 ， 月 表 温 度 也是研 究 月球 热进 化过 程 的必要 边界 条件 。
测量 试 验 的任 务 。迄 今 为 止 ， 地 基遥 感 观测 主要 是
昼夜 内， 不同时刻测量 的亮 温不尽相 同 ， 尤其在 白 天 表 现非 常 明显 。 因此通 过 分析 Ｃ Ｅ Ｌ ＭＳ 接 收 到 的
航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用
航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用微波遥感技术是一种利用微波辐射进行地球观测的技术，可以获取地表和大气的信息，对于航空航天工程而言，微波遥感技术尤为重要。
本文将探讨航空航天微波遥感技术在地球观测中的应用。
一、航空航天微波遥感技术的原理与分类航空航天微波遥感技术是利用微波辐射进行地球观测的一种无人方式，利用微波辐射可以穿透云层、大气、厚云雾和植被，获取地表和大气的信息。
航空航天微波遥感技术可分为主动和被动两大类。
主动微波遥感技术是指通过发射不同频率和极化的微波信号，然后接收和分析反射回来的信号来获取地球表面地物的信息。
主动微波雷达技术被广泛应用于地质勘探、油田探测、冰雪监测等领域。
被动微波遥感技术则是通过接收和分析自然环境中发出的微波辐射信号，用以获取地球表面和大气的信息。
被动微波遥感技术常常用于天气预报、气候演变、海洋观测等领域。
二、航空航天微波遥感技术的应用领域1. 气象预报和天气研究航空航天微波遥感技术在气象预测和天气研究中发挥着重要的作用。
通过接收自然发出的微波辐射，可以获取大气中水汽含量、降水形式和强度等信息，从而提供准确的天气预报和气候演变的数据支持。
2. 地质勘探航空航天微波遥感技术在地质勘探中也起到关键的作用。
通过主动微波雷达技术，可以探测地下油气田、矿产资源等地质结构。
微波雷达的高穿透能力可以穿透地下物质，获取地质结构信息，为资源的开发和勘探提供重要依据。
3. 环境监测航空航天微波遥感技术在环境监测方面也有广泛应用。
通过被动微波遥感技术，可以监测海洋温度、海洋表面风速、海冰覆盖度等信息，在海洋生态环境保护和渔业资源管理上发挥重要作用。
此外，在城市空气质量监测、水体污染监测等环境保护领域，航空航天微波遥感技术也是不可或缺的工具。
4. 农业生产航空航天微波遥感技术在农业生产中有着重要的应用。
利用微波遥感技术可以获取土壤含水量、作物生长状况、农田温度等信息，为农业生产提供科学依据。
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2010第二十三届全国空间探测学术交流会论文月球火星微波遥感探测若干问题的研究金亚秋（复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室 上海 200433）（E-mail: yqjin@ ）摘 要：微波探测月球火星的主要目标特征有：结合DEM 的月球火星表面环行山与石块地形起伏、表层土壤和岩层的分层结构、组成成份及其介电特性、温度与密度分布廓线、表面与非均匀土壤分层岩石辐射散射特征、水(或冰)存在可能性及其可能分布状态、特征区域提取与描述（如：永久阴影冷区、极区、适宜区域等）。
采用主动RF 雷达（如100MHz ）、极化成像合成孔径雷达（SAR ）和被动辐射遥感(MHz 、P 、L)的技术参数与实现技术和成果可行性研究，与其他探测手段的信息融合，确定月球火星对于微波遥感探测的物理响应，是十分有意义的科学问题。
本文结合地球表面微波遥感技术的最新进展，以及月球火星探测技术的研究动向，初步研讨主动与被动微波遥感探测月球火星的若干科学问题及其探测方案可行性分析。
关键词：微波遥感，月球火星，技术要素1. 引言月球火星遥感是国内外深空探测科学技术发展的一个新热点。
对月球火星表层物质结构状态与分布的探测，可以为星球形成和演化历史及其地质资源的研究提供重要的科学证据。
星载微波遥感是空间对地观测的前沿技术。
近些年来，微波遥感已逐渐开始应用到月球、火星等其他外星的探测中。
与地球表面相比，月球火星等外星表面没有水和植被，大气成分单一(有的没有大气层)，在漫长的外星地质历史中由于广泛而强烈的构造活动、火山活动以及陨石小天体的撞击，在其表面留下了许多不同尺度的线性和环形构造，如裂谷、地堑、峭壁、环形山等，分布着表层土壤和丰富的岩石矿物。
如何将微波遥感主动雷达遥感与被动辐射遥感，以及其他探测手段与研究目标的信息融合，是一项十分有意义的科学探索。
本文认为：在发展深空探测技术的同时，不失时机地对于探测理论、研究方法与科学目标实现上提出对应的科学研究问题，是我国月球火星遥感等深空探测科学技术发展并取得成效的一条创新之路。
本文简要回顾微波遥感研究的进展，对于月球火星探测提出主动与被动微波遥感探测的一些科学问题，对一些关键技术可行性进行初步的讨论。
2. 主动/被动遥感的初步研究图1为火星分层结构的一种模型。
当极化电磁波i E 入射，散射场s E 写为s i =⋅E S E . (1)其中S 为2×2维复散射矩阵。
若用散射强度表示，则入射电磁波强度为4维的Stokes 矢量i I ，散射强度为s I ，他们之间有s i =⋅I M I . (2)其中M 为4×4维实Mueller 矩阵。
S 和M 是可以在全极化雷达测量中得到的。
对于理论参数化建模，可以求解随机非球形石块散射体的分层介质模型的Mueller 矩阵解，可以得到任一极化波入射情况下，极化雷达回波随星球表面粗糙度、尘土层厚度、分层、石块等参数的定量变化。
对未来雷达系统探测提供理论依据，譬如频率的选择、极化方式以及入射角度的选择等；也可以根据接收到的极化回波来解释、推断和反演星表面粗糙度、介质层特性等特征性物理参数。
研究S 和M ，并从中提出特征性参数和极化测量的组合函数来对观测对象进行分类、识别、反演等，形成了全极化散射信息理论。
研究全极化雷达波在星球分层结构中散射与传播特性，对于了解星球分层结构、探测地质地貌、以及探测水等矿物资源存在等有重要的意义。
图1 月球火星分层结构模型Fig.1 Multi-layer model for lunar and Mars media图2 雷达探测模型 图 3 极化脉冲回波成像模拟Fig. 2 A model of multi-layer scatter media for radar probing Fig. 3 Image simulation of polarized pulse echo图2-3为雷达探测分层散射介质的数值模拟，频率5MHz 、脉宽1MHz 、入射角度为10°时极化脉冲回波图像。
不同的极化回波也可揭示表面与次层结构的各向异性等结构特征。
研究如何用全极化回波探测星球表层的物理和几何特性，如：表面粗糙度、尘土层的石块大小的变化情况，并进一步根据雷达回波，来发展星表面反演信息的研究。
这些研究都有十分重要的意义。
浅表层深表层尘土层玄武岩蚀变岩石熔岩+风化层沉积层永冻层液态水上限岩石+水熔岩+大土壤星载高频雷达探测仪通过表面天底点和次表面天底点的回波时延差与强度探测分层结构，如图4。
电磁波在分层结构内散射与传播的建模与模拟，对于从雷达探测仪回波中提取微弱的次表面天底点回波，获取次表层结构信息等有重要的意义。
图5是模拟的月球环形山表面，图6是星载雷达探测仪200MHz 对月球表面与次表层结构的探测图像。
图4星载高频雷达探测原理 Fig. 4 Principle of HF radar probing射程距离(km )[偏移50km ]图5 多个环形山分布的月球表面 图6 多个环形山分布的月表雷达探测仪回波成像Fig.5 Simulation of cratered lunar surface Fig. 6 HF radar echoes from cratered lunar surface/subsurface了解星表层温度分布，对于探测表层水存在状态可以提供直接的证据。
求解非均匀介质辐射亮度温度Bp T 为()(,,)()Bp p T W z f T z dz θθ−∞=∫ (3)其中p W 为p 极化权重函数，()T z 为物理温度分布廓线。
由多通道辐射亮度温度，可反演出表层温度分布。
我们也研究了分层非均匀温度与密度分布廓线的辐射传输。
在微波遥感对星表面的探测中，影响微波遥感探测结果的参数之一是星表层物质的介电常数。
一般地讲，其介电常数实部与星面物质体积密度有关，而损耗角正切与组成成份赤铁矿、钛铁矿等的含量密切相关。
由于月球火星等星表面土壤物质的光学特性与其中金属元素的含量有关，使得星表面多色测光是研究星表面物质成分的一种重要方法。
因此在使用微波遥感对星表面进行探测时，应该采用光学遥感和微波遥感多源融合的探测技术，估算星表面物质成份含量。
3. 若干研究问题的阐述在数据获取与传输可实现的条件下，研究主动RF 雷达（如10~100MHz ）探测表层土壤和深岩层的分层结构；描绘结合DEM 的月球火星表面环行山与石块地形起伏、表层土壤和岩层的分层物理结构；与其他谱、光学、化学等分析手段结合，研究表层土壤与岩层物质组成成份，确定其微波介电特性；被动辐射遥感(MHz、P、L)的技术参数与实现可行性研究，用多通道辐射计探测表层土壤物理温度与物质密度分布廓线、月球火星表层、火星沙暴、火星大气和岩层的辐射传输模拟与反演技术；与其他探测手段的信息融合，确定月球火星对于微波遥感探测的物理响应；用极化雷达探测表面与非均匀土壤分层岩石散射特征、物理形态特征与分布；用主动雷达、被动辐射计，与其他手段一起，研究水(或冰)存在可能性及其可能分布状态；发现与提取特征区域（如：永久阴影冷区、极区、适宜区域等）。
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