雷达技术在小天体任务中的应用研究

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.011

1.
中国空间技术研究院西安分院, 西安 710100
2.
中国地质大学(武汉) 地球物理与空间信息学院, 武汉 430074
3.
北京大学地球与空间学院, 北京 100871

Application Study of Radar Technology for Small Body Exploration Missions

1.
Xi'an Branch, China Academy of Space Technology, Xi'an 710100, China
2.
. Institute of Geophysics&Geomatics, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China
3.
School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China

摘要:在小天体任务中，雷达技术可用于浅表层探测和全球内部结构探测。总结了国内外雷达技术在天体探测任务中的应用现状，分析了单站和双站雷达系统的不同应用场景，对比了单站雷达中的轨道器雷达、表面巡视器雷达的不同特点。在此基础上，研究了小天体的可能结构、可能物质，介绍了单站、双站雷达的基本工作原理，提出了针对不同结构小天体可采用的雷达探测体制。针对尺寸较大的分层结构小天体，可采用单站雷达探测天体的浅表层，获取表层和浅表层的介电常数以及表层的深度；对于尺寸较小的碎石堆结构小天体，可采用双站雷达观测天体透射波，获取天体的介电常数和全球内部结构。最后通过仿真实验，验证了双站雷达对于探测碎石堆状小行星全球内部结构的有效性。
- 雷达技术/
- 小天体/
- 浅表层探测/
- 内部结构/
- 应用
Abstract:Radar technology can be applied to small body exploration missions for subsurface detection and global interior structuredetection. In this paper, the current applications both at home and abroad are introduced, and the different application scenes of monostatic radar and bistatic radar are described and the characteristics ofmonostatic radar loaded on the orbiter and the rover are presented. Through analyzing of potential material and structure of small bodies and studying the working principles of monostaticand bistaticradars, the available radar mode for a small body with potential structure is proposed. For a layered small body, which is always in a relatively large size, the monostatic radar can be applied for subsurface detection. While for a rubble pile small body, the bistatic radar can be used to obtain its permittivity and image the global interior structure using transmitted waves over global observation. The effectiveness of the bistatic radar forinterior structure detection of a rubble pile asteroid is verified through numerical simulation.
- radar technology/
- small body/
- subsurface detection/
- interior structure/
- application

[1]	徐伟彪,赵海斌.小行星深空探测的科学意义和展望[J].地球科学进展, 2005, 20(11):1183-1190. XU W B, ZHAO H B. Deep space exploration of asteroids:the sci-ence perspectives[J]. Advances in Earth Science, 2005, 20(11):1183-1190.
[2]	胡中为,王尔康.行星科学导论[M].南京:南京大学出版社, 1998.
[3]	NEAL A. Ground-penetrating radar and its use in sedimentology:principles, problems and progress[J]. Earth-Science Reviews, 2004, 66:3-4.
[4]	XIAO L, ZHU P, FANG G, et al. A young multilayered terrane of the northern Mare Imbrium revealed by Chang'E-3 mission[J]. Science, 2015, 347(6227):1226-1229.
[5]	KOBAYASHI T, OYA H, ONO T. A-scope analysis of subsurface radar sounding of lunar mare region[J]. Earth Planets Space, 2002, 54(2002):973-982.
[6]	李雁斌,王凤姣,江利中.小行星浅表探测雷达技术[J].制导与引信, 2015, 36(1):51-58. LI Y B, WANG F J, JIANG L Z. Asteroid subsurface detection radar technology[J]. Guidance&Fuze, 2015, 36(1):51-58.
[7]	KOFMAN W, BARBIN Y, KLINGER J, et al. Comet nucleus souding experiment by radiowave transmission[J]. Advance Space Research, 1998, 21(11):1589-1598.
[8]	HERIQUE A, KOFMANA W, HAGFORS T, et al. A characterization of a comet nucleus interior:inversion of simulated radio frequency data[J]. Planetary and Space Science, 1998, 47(1999):885-904.
[9]	KOFMAN W, HERIQUE A, BARBIN Y, et al. Properties of the 67P/Churyumov-Gerasimenko interior revealed by CONSERT radar[J]. Science, 2015, 349(6247):1-9.
[10]	KOBAYASHI T, OYA H, ONO T. B-scan analysis of subsurface radar sounding of lunar highland region[J]. Earth Planets Space, 2002, 54(2002):983-991.
[11]	HERIQUE A, AGNUS B, ASPHAUG E, et al. Direct observations of asteroid interior and regolith structure:science measurement requirements[J]. Advances in Space Research, 2017:1-9.
[12]	EYRAUD C, HERIQUE A, GEFFRIN J M, et al.Imaging the interior of a comet from bistatic microwave measurements Case of a scale comet model[J]. Advances in Space Research, 2017:19-25.
[13]	SPAGNOLINI U, RAMPA V. Multitarget detection/tracking for monostatic ground penetrating radar:Application to pavement profiling[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1999, 37(1):383-394.
[14]	郑晗,陈自宽,康雁.基于滤波反投影的超短锥束CT扫描算法[J].东北大学学报(自然科学版), 2008, 29(8):1087-1090. ZHENG H, CHEN Z K, KANG Y. An FBP-based super-short-scan al-gorithm for local Cone-Beam tomography[J]. Journal of Northeast-ern University (Natural Science), 2008, 29(8):1087-1090.
[15]	杨薇,刘四新,冯彦谦.跨孔层析成像LSQR算法研究[J].物探与化探, 2008, 32(2):199-202. YANG W, LIU S X, FENG Y Q. A study of the lsqr algorithm for cross-hole tomography[J]. Geophysical and Geochemical Explora-tion, 2008, 32(2):199-202.
[16]	SU H, XU F, LU S, et al. Iterative ADMM for inverse bi problem a potential solution to radio tomography of asteroids[J]. Ieee Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2016(6):5226-5238.

[1]	王安然, 王立, 张成渝, 田启航, 华宝成, 李涛, 刘姝含, 李林.小天体SPC特征导航过程中特征选取原则研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(4): 1-9.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220043
[2]	郭绍刚, 李林, 朱飞虎, 王立, 张运方, 赵琴, 郑岩, 马月超, 张恒康.小天体激光地形测绘与导航一体化设计方法. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(4): 417-426.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220041
[3]	王昌, 臧立彬, 李广平, 王灏, 徐硕, 赵卫灵, 侯玮杰.基于零刚度原理的小天体着陆缓冲试验技术研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(4): 1-8.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220063
[4]	尚海滨, 韦炳威, 卢榉承.小天体引力场建模技术进展. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(4): 359-372.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220074
[5]	范明意, 吕鹏.环绕器次表层探测雷达实时处理技术. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(5): 478-482.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.05.011
[6]	刘德赟, 赖小明, 王露斯, 刘晓庆, 赵曾, 张加波, 全齐全.小天体表面采样技术综述. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(3): 246-261.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.007
[7]	王馨悦, 孙越强, 李永平, 唐萍.质谱计在行星系统与小天体探测中的应用. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(6): 522-528.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.06.004
[8]	于正湜, 朱圣英, 崔平远, 刘延杰.小天体表面移动技术研究进展. 深空探测学报(中英文）, 2017, 4(4): 301-309.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2017.04.001
[9]	肖尧, 阮晓钢, 魏若岩.基于433 Eros的多面体引力模型精度与运行时间研究. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 41-46.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.006
[10]	于正湜, 崔平远.行星着陆自主导航与制导控制研究现状与趋势. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(4): 345-355.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.04.006
[11]	袁旭, 朱圣英.基于伪谱法的小天体最优下降轨迹优化方法. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(1): 51-55.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.01.008
[12]	刘延杰, 朱圣英, 崔平远.小天体安全着陆与表面探测控制方法研究. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(4): 370-376.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.04.009
[13]	袁旭, 朱圣英, 崔平远.小天体自主附着多滑模面鲁棒制导方法研究. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(4): 345-351.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.04.008
[14]	郑艺裕, 崔祜涛, 王晓芳.附着小天体的动态面鲁棒制导与控制方法. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 155-161.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.009
[15]	胡海静, 朱圣英, 崔平远.基于Lyapunov函数的小天体软着陆障碍规避控制方法. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(2): 149-154.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.008
[16]	江秀强, 陶婷, 杨威, 李爽.附着小天体的最优制导控制方法. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(1): 53-60.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.008
[17]	蓝朝桢, 耿迅, 徐青, 崔平远.基于序列影像的小天体三维形状重建方法研究. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 140-145.
[18]	袁旭, 朱圣英, 乔栋, 崔平远.小天体着陆动力学参数不确定性影响分析. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 134-139.
[19]	于洋, 宝音贺西.小天体附近的轨道动力学研究综述. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(2): 93-104.
[20]	AlexanderGUSEV, 孟治国, 平劲松, NataliaPETROVA, HideoHANADA.多层月球模型的自转动力学与着陆探测. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(3): 175-180.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2014.03.002

点击查看大图

计量

文章访问数:940
HTML全文浏览量:88
PDF下载量:327
被引次数:0

留言板

雷达技术在小天体任务中的应用研究

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.011

Application Study of Radar Technology for Small Body Exploration Missions

计量

雷达技术在小天体任务中的应用研究

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.011

1. 中国空间技术研究院西安分院, 西安 710100
2. 中国地质大学(武汉) 地球物理与空间信息学院, 武汉 430074
3. 北京大学地球与空间学院, 北京 100871

English Abstract

Application Study of Radar Technology for Small Body Exploration Missions

1. Xi'an Branch, China Academy of Space Technology, Xi'an 710100, China
2. . Institute of Geophysics&Geomatics, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China
3. School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China

全文HTML

目录

留言板

雷达技术在小天体任务中的应用研究

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.011

Application Study of Radar Technology for Small Body Exploration Missions

计量

出版历程

雷达技术在小天体任务中的应用研究

doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.05.011

1. 中国空间技术研究院 西安分院, 西安 7101002. 中国地质大学(武汉) 地球物理与空间信息学院, 武汉 4300743. 北京大学 地球与空间学院, 北京 100871

English Abstract

Application Study of Radar Technology for Small Body Exploration Missions

1. Xi'an Branch, China Academy of Space Technology, Xi'an 710100, China2. . Institute of Geophysics&Geomatics, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China3. School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China

全文HTML

目录

1. 中国空间技术研究院西安分院, 西安 710100
2. 中国地质大学(武汉) 地球物理与空间信息学院, 武汉 430074
3. 北京大学地球与空间学院, 北京 100871

1. Xi'an Branch, China Academy of Space Technology, Xi'an 710100, China
2. . Institute of Geophysics&Geomatics, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China
3. School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China