检索结果-南通市图书馆

作者：王颖吉林大学

学位级别：硕士

中国首次火星探测任务“天问一号”探测器已经成功发射,其上搭载的有效载荷将对火星的地形、土壤特征、水冰、气候、电离层和物理场等进行科学探测。与其他登陆月球和火星的探测车相比,祝融号火星车首次配备了全极化次表层探测雷达（Ful... 详细信息

中国首次火星探测任务“天问一号”探测器已经成功发射,其上搭载的有效载荷将对火星的地形、土壤特征、水冰、气候、电离层和物理场等进行科学探测。与其他登陆月球和火星的探测车相比,祝融号火星车首次配备了全极化次表层探测雷达（Full Polarimetric Subsurface Penetrating Radar,FP-SPR）。该雷达的任务是探测巡视区土壤厚度、地下结构和水冰分布,获得火星生命生存的条件和环境信息。传统的探地雷达通过一组单极子天线发射和接收电磁波进行数据采集,只能获得目标体的单一极化数据,不能全面的反映目标体的各种性质。FP-SPR的天线由两个天线单元组成,两个发射天线依次交替发射正交极化的电磁波,两个接收天线选通接收相应极化方式的回波,可构成四种极化模式的全极化探测。相较于传统探地雷达获得的振幅、频率、相位等信息,FP-SPR还能获取目标体的极化属性。因此,我们可以通过分析全极化雷达数据,获取更加丰富的目标体信息。对水冰的探测是探寻火星生命的重要途经,也是我国天问一号火星任务的重要科学目标。研究表明,火星上的水冰主要分布在两极地区,但也可能存在于中低纬度地区的地下。雷达因其无损探测的工作方式,以及不受可见光的限制等工作特点,成为本次火星巡视探测的重要设备。在获取火星实测数据前,根据祝融号火星车着陆区—乌托邦平原可能的地下结构,建立模型进行数值模拟,寻找有效方法处理全极化雷达数据,对将来从火星实测数据中获取更加丰富的地下信息具有重要意义。本文主要从以下方面介绍:1.建立乌托邦平原的地下结构模型。根据祝融号火星车着陆区—乌托邦平原可能的地下结构建立了低纬度地区的二维模型及中低纬度地区的三维地下结构模型,模型中加入了地形起伏、粗糙界面、岩石、水冰以及各层介电常数的变化等影响因素,上述细节信息使模型更加真实。2.乌托邦平原三维模型的全极化次表层探测雷达正演模拟。使用三维时域有限差分方法对建立的三维模型进行正演模拟,获取VV、HH、VH和HV四种极化模式的全极化雷达数据。然后在数据中加入高斯白噪以模拟巡视探测中雷达受到的背景噪声干扰。3.FP-SPR模拟数据的数据处理。首先使用带通滤波及柯希霍夫积分偏移对获取的模拟数据进行初步处理,然后引入Pauli分解及二维主成分分析（TwoDimensional Principal Component Analysis,2D-PCA）两种方法,将二者应用于初步处理后的全极化雷达数据进行去噪研究。Pauli分解通过提取反射体的极化属性来表征有效反射信息,从代表三种散射机制的目标生成因子合成的RGB图像中可以得出各反射体的散射机制,通过更改RGB图像的颜色分配方式能够凸显异常体的位置信息,降低噪声对信号提取的干扰;2D-PCA通过选取一组可以代表地下特征的最佳单位正交向量基重构原始剖面数据矩阵,达到削弱背景噪声,提高数据质量的目的。最后通过对比分析了两种方法应用于雷达剖面去噪的效果,得出2D-PCA对异常体的拾取能力稍弱于Pauli分解,但其优势在于:不破坏原始剖面的结构,保留了剖面中的波形信号。4.区分地下岩石与水冰块体。由于电磁波在穿过有电性差异的界面时会产生频移,因此可通过反射信号的频移区分不同类型的异常体。引入连续小波变换（Continuous Wavelet Transform,CWT）分析2D-PCA方法提取的雷达信号的时频分布。通过分析岩石及水冰块体反射信号的时频特征,发现二者的峰值频率存在差异。使用各时间点的峰值频率代表主频,获取了剖面的二维频率分布,然后根据信号的能量强弱筛选出有效反射信号的主频,用于区分不同电性参数的异常体,表明CWT能够有效地区分地下岩石与水冰块体。

关键词：火星车全极化次表层探测雷达乌托邦平原水冰探测三维近地表模型 Pauli分解二维主成分分析（2D-PCA）连续小波变换（CWT）

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祝融号火星车巡视区2022年沙尘暴活动趋势初步分析

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科学通报 2022年第17期67卷 1938-1944页

作者：魏勇何飞范开戎昭金王誉棋中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

作为我国首次火星探测任务天问一号的重要部分,祝融号火星车于2021年5月15日着陆在乌托邦平原南部,22日成功驶离着陆平台,开展科学探测工作.目前,火星已经进入沙尘暴多发季节,而祝融号所处区域——乌托邦平原南部则是火星季节性沙尘暴... 详细信息

作为我国首次火星探测任务天问一号的重要部分,祝融号火星车于2021年5月15日着陆在乌托邦平原南部,22日成功驶离着陆平台,开展科学探测工作.目前,火星已经进入沙尘暴多发季节,而祝融号所处区域——乌托邦平原南部则是火星季节性沙尘暴的高发区.利用火星全球沙尘光学厚度的历史数据,本文分析了第24~35火星年(1998~2021年)的全球沙尘暴发生特征,对当前和未来一段时间内祝融号巡视区沙尘暴的活动趋势进行了预测.分析结果表明,祝融号巡视区在2022年3~12月可能出现强沙尘暴,对祝融号的探测工作可能造成显著影响.火星的探测研究是国家战略和科学前沿,火星沙尘暴的分析和预测是行星科学界与探测工程界共同关注的重大问题,需要更多学者尽快对此开展更广泛、更深入的研究.

关键词：天问一号祝融号乌托邦平原沙尘暴

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祝融号着陆区地质背景和潜在探测目标研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第3期52卷 78-89页

作者：张朝琳刘洋吴兴刘佳赵振兴邹永廖中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026

在行星探测任务中,地图可以提供全球性和区域性的基础地质地貌单元信息,其蕴含的地质背景信息是巡视器选取科学探测目标的重要参考依据.本文以祝融号火星车着陆点正南15 km处(109.922°E, 24.821°N)为中心,绘制了4周约25 km范围(109.90... 详细信息

在行星探测任务中,地图可以提供全球性和区域性的基础地质地貌单元信息,其蕴含的地质背景信息是巡视器选取科学探测目标的重要参考依据.本文以祝融号火星车着陆点正南15 km处(109.922°E, 24.821°N)为中心,绘制了4周约25 km范围(109.907°E–109.966°E, 24.732°N–25.241°N) 1:50000着陆区形貌分布图,进一步划分地貌亚类并描述其特征,分析地貌的科学价值.通过研究获得了祝融号着陆区形貌上的三个主要认识:(1)总体地势低平且起伏小,出露的地层单元较为单一;(2)较为显著的面状地貌有风成地貌、凹锥、撞击坑、台地和脊状平原,其中风成地貌分布广泛,凹锥分布呈现出一定的聚集特征;(3)线状及(或)条带状单元较为丰富且为分散型分布,如槽沟、脊、皱脊、叶状边缘等.本研究还总结了着陆区具有较高科学价值地貌的研究进展,可为祝融号选取探测目标和为后续的数据解译工作提供参考.

关键词：祝融号乌托邦平原地质背景探测目标

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基于火星遥感影像的“天问一号”着陆区地貌分布及地质演化研究

基于火星遥感影像的“天问一号”着陆区地貌分布及地质演化研究

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作者：朱昱州山东大学

学位级别：硕士

2021年5月15日,中国首次火星探测任务“天问一号”成功着陆在乌托邦平原(Utopia Planitia)南部。本文研究区包括“天问一号”着陆区及其周围区域,使用火星卫星上的光学相机、热红外和数字高程数据,以及神经网络训练的VOC2012及MP2022数... 详细信息

2021年5月15日,中国首次火星探测任务“天问一号”成功着陆在乌托邦平原(Utopia Planitia)南部。本文研究区包括“天问一号”着陆区及其周围区域,使用火星卫星上的光学相机、热红外和数字高程数据,以及神经网络训练的VOC2012及MP2022数据集开展:(1)基于亚像素卷积神经网络训练针对火星图像的超分辨率重建模型,对火星CTX影像重建获得超分辨率影像,明显提升了研究区地貌对象的特征细节,并对超分辨率过程中评价因子的波动现象进行分析。(2)基于超分辨率影像识别并提取研究区的10种典型地貌特征,共包括9666个地貌对象,并获得其形态参数和空间位置信息。(3)基于地貌对象特征和空间分布,在研究区中共划分了 6个地貌单元(分别是,伊西斯单元、火山单元1和2、过渡单元、北方荒原组单元和沉积单元)并绘制了研究区地貌图。(4)在各地貌单元内选择撞击坑样本区域,并通过撞击坑大小-频率分布法(CSFD)来计算获得地貌单元的绝对模式年龄。(5)基于地貌单元的年龄、典型地貌的可能成因和乌托邦平原的地质背景,分析了多边形沟槽(Polygonal Trough)和拇指纹地貌(Thumb Print Terrain,TPT)的形成机制,并讨论了研究区可能的水/冰环境和地质演化过程。论文主要结论包括:(1)研究区多边形沟槽地貌可能与大规模的水/冰活动相关。多边形沟槽集中在研究区的东北部和乌托邦平原的中心区域,其形成可能是由大型水体或洪水的沉积物压实的结果。(2)拇指纹地貌的形成具有多种假说(如泥火山、冰丘、冰碛物等成因),经过对拇指纹地貌的形态及空间分布特征分析,本文更倾向于冰碛物假说来解释其独特的同心圆状/平行空间排列。(3)多边形沟槽和拇指纹地貌的形成需要水或冰的参与,揭示了研究区可能在早期存在水/冰环境。(4)定年结果显示研究区的地质年龄范围为～3.20 Ga(西方纪晚期)至～1.13 Ga(早亚马逊纪)。(5)通过对定年结果的分析,本研究发现北方荒原物质的覆盖可能在～3.17 Ga至～2.68 Ga之间;～2.68 Ga至～1.68 Ga之间,北方荒原物质经历长期的表面重塑事件,在地下10m至80m的深度形成一个颗粒度向上细化的地层序列;从VB单元形成至～1.96 Ga之间,北方荒原沉积层地层压力可能逐渐增大,并在～1.96Ga地表压力达到阈值而产生多边形沟槽。

关键词：天问一号地貌图乌托邦平原地质演化超分辨率重建

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