微波雷达在嫦娥探月工程中的应用

微波穿透雷达对月球的观测方式可以分为地基、星载环绕、星地联合以及就位探测等.对比其他探测手段,微波雷达在探测范围和空间分辨率上有很明显的优势,因此在月球和其他行星探测中起着重要的作用.国内外越来越多的深空探测任务已经或准备携带微波雷达,用于探索地外天体的浅表层地质结构,以了解行星地质过程和演化历史.本文综述了我国嫦娥三号和四号月球车玉兔号和玉兔2 号在就位微波雷达(测月雷达)探测月球浅表层地质结构方面所取得的新进展,重点阐述了测月雷达在揭示月壤内部的精细结构、表层与次表层地质结构探测等方面的应用.最后,展望了我国月球微波雷达的发展趋势.     

探测未爆炸弹的地球物理技术综述

采用综合地球物理勘查技术探测未爆炸弹(UXO)具有快速、定位准确和成本低廉的优势.综述了国内外广泛应用的地面高精度磁测法、电磁法以及地质雷达和微重力法在探测UXO中的特点和效果,介绍了国外航空磁测法及航空电磁法探测UXO的进展,并根据某些探测实例阐述了在具体实施过程中应注意的技术问题;提出了适合中国UXO探测的一些措施和建议.     

探地雷达技术在植物根系探测研究中的应用

植物根系传统研究方法的局限性迫切需要寻求一种无损性的根系探测技术.基于无损性探测的特点,探地雷达已被证明是一种能够应用于根系探测的潜在工具.对探地雷达探测原理及其在植物根系形态绘图、根径大小和生物量测量等几个方面中的应用研究进行了综述,阐述了该方法的优势和应该注意的问题.根系形态分布探测需要提高雷达的发射频率和保持足够小的扫描间距;在估计植物根系大小和生物量方面主要依赖于有效的、能够反映相关特征的雷达探测信息参数的提取,同时还需要高级的数值分析和数据处理技术的支持.     

金星探测研究进展与未来展望

金星探测是解答太阳系类地行星形成演化,地球宜居性的形成和未来发展,以及外太阳系宜居星球搜索策略的关键.由于金星恶劣的环境条件、对探测技术的多重挑战和相对高昂的探测成本,金星探测和研究程度远不及月球和火星.自20 世纪90 年代后期,金星探测任务相对匮乏.本文梳理了国际上金星探测研究进展、关键科学问题及技术需求,提出了未来金星的探测目标和探测方式建议.目前,对金星大气和气候研究程度最高,包括大气结构和大气化学,能量平衡和热结构,云层和霾层,大气环流和动力学以及气候演化等.高层大气的物理化学和太阳风与金星的相互作用方面也有重要进展.金星地表和内部的研究则相对滞后,研究涵盖金星表面形貌特征,撞击和重塑历史,火山和构造活动,地表物质组成,地表和大气相互作用等,但受限于数据的空间覆盖率和较低的分辨率和精度,诸多重大问题尚未解答,迫切需要新的探测数据.除探测任务外,金星研究还依赖于地基观测、实验室模拟和数值模拟研究.地面模拟设施对支持金星探测任务研发和金星基础科学研究尤为重要.未来十年是中国开展金星探测的契机和研发相关技术的关键时期.本文可为对金星探测、行星科学、太阳系探测感兴趣的科学家和工程人员提供参考.     

无人机探测“海鸥”台风中心附近的资料初步分析

2008年7月18日和19日,在中国大陆首次利用无人机探测手段对台风"海鸥"(0807号)进行了探测,根据19日台风减弱为热带风暴过程中的飞行探测资料,初步分析结果如下:飞行高度500 m,飞行时间近3小时,距离台风中心最近距离约为100 km,获取了探测期间的全部气象要素数据(温度、相对湿度、气压和风速),数据获取率达到90%以上.探测期间内的气压平均值为949.1±9.7 hPa,温度平均值为24.2±1.3℃,探测期间内,无人机基本处于降水云系中.故相对湿度较高,平均值为(88.4±6.1)%.通过对探测数据的初步分析,说明这种小型无人机具有探测台风边界层气象要素的能力.     

火星轨道器次表层探测雷达的水冰探测

在地球上,水是生命存在的基础之一.大量证据表明火星表面曾经存在液态水,而目前的火星表面环境不支持液态水的长期存在.因此,水可能以不同的状态赋存于火星的次表层.寻找火星次表层的水一直是火星探测的关键科学目标之一.次表层探测雷达,如探地雷达、探冰雷达,是了解地下物质结构的有效方法,近年来在地外天体上得到大量应用.在过去十余年,欧洲的火星快车(Mars Express)上搭载的火星次表层和电离层探测先进雷达(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding,MARSIS)和美国火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter,MRO)上搭载的浅表层雷达(Shallow Subsurface Radar,SHARAD)已在火星轨道上获取了大量数据,被广泛应用于研究火星的地下结构,尤其是地下水冰探测.我国的天问一号火星探测器也携带了高低频轨道探测雷达和高低频火星车探地雷达,有望在不同的顺轨向、交轨向和距离向分辨率上揭示火星次表层不同深部的结构.本文综述了轨道器次表层探测雷达的探测原理和优势,简要介绍了雷达数据的处理和解译方法,重点总结了 MARSIS和SHARAD近年来对火星水冰探测的最新进展,最后对天问一号环绕器雷达及其水冰探测作简要展望.     

复杂条件下的地下管线探测技术

以深圳市某大道顶管施工地下管线的探测成果为例,研究了在复杂场地条件下,探测地下管线的地球物理方法和技术,着重研究了电磁感应探测法.认为在复杂条件下,对钢质煤气管,应采用电磁感应探测法;对钢质或铁质给水管,应采用直接法;对电力管和电信管,应尽量采用夹钳法;对排水(管)渠等非金属材质管线,应采用地质雷达探测的方法.     

地质雷达探测工程的几个问题

地质雷达(GPR)探测技术在浅层地质勘探领域广泛应用,并取得较好的应用效果.文章针对消除干扰的方法、关于防空洞探测、关于公路路面检测和隧道衬砌质量检测、地下岩溶探测等内容进行了探讨.     

复杂条件下探测大口径给水管的方法和技巧

文章结合实例阐述了在复杂条件下探测大口径给水管的一些方法和技巧,主要包括平面位置的准确确定和探测深度的修正方法,以及探测大口径给水砼管的方法等.     

独立分量分析及其在核探测信号预处理中的应用

针对核探测(Nuclear detector)信号信噪比低,背景杂波强;因事先对探测目标的信息所知甚少,近乎处于"盲"状态,因而实际处理难度大等问题,提出了将独立分量分析(IndependentComponent Analysis,ICA)这种盲信号处理技术应用于核探测信号处理中.并利用ICA中的FastICA算法,对ICA法在核探测信号处理中的应用进行了初步探索,实现了核探测信号中各组份信号和背景杂波的有效分离.同时初步解决了由ICA方法本身带来的所分离目标独立分量信号符号的不确定性等问题,使核探测信号信噪比大幅提高,从而使核探测的目标检测性能也得以显著改善,这表明IcA在核探测仪信号处理中具有应用前景.