【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電磁，具體涉及一種用于精確構建月壤介質的速度(介電常數)結構模型的掃描方法。針對探月雷達記錄中的繞射波信息進行自淺至深的速度掃描，深層的速度掃描考慮了淺層的速度影響，通過速度與介電常數的換算關系，將掃描后的速度結果轉換成介電常數，從而實現了對月壤電性結構的有效構建。
技術介紹
1、我國已成功發射的“嫦娥三號”、“嫦娥四號”及“嫦娥五號”探測器上所搭載的探月雷達(lunar?penetrating?radar，lpr)，是一種裝載在月球巡視器上的探測裝置，采用對月表進行實地登陸觀測的探測方式。理論上，是利用發射天線將高頻電磁脈沖信號(1mhz～10ghz)發射到月球表面，脈沖信號傳播到月壤層和月殼基巖中，當脈沖信號遇到不均勻的層位，如介質分界面和異常巖石塊時，將會有反射信號和繞射信號傳回，并被接收天線捕獲。通過對采集到的數據進行處理、分析和反演，從而實現高分辨率探測月壤層厚度分布并揭示巡視路徑下月球次表面地質結構的目標。
2、目前，對月表進行的就位探測研究表明：月壤層中可能存在不均勻的巖石塊體、介質具有隨機性特征，并且，月壤的介電常數也會隨深度而變化。因此，通過開展基于探月雷達數據的速度分析方法來建立一個精確的月壤層速度模型，對于推斷月壤介質介電常數分布、分析淺月表地質結構以及加深對月壤形成和演化的認識是十分必要的。
3、速度分析方法最早起源于勘探地震領域。地震波的傳播速度參數貫穿于地震勘探數據采集、處理和解釋的整個過程。從基于模型照明分析的觀測系統優化與照明補償，到常規疊加處理、疊后(前)時
4、關于繞射波的速度分析和偏移成像，學者們已開展了相關研究。harlan首先利用繞射事件進行偏移速度分析，并利用統計學手段成功分離了斷層尖點繞射，量化了繞射聚焦。de?vries和berkhout引入最小熵的概念來評價繞射波并將該理論應用于偏移速度分析。和yang利用數據agfdh導出參數來模擬繞射波響應以實現速度分析。sava和biondi將繞射波成像引入到波動方程偏移速度分析中，通過校正鏡面反射能量的時間偏差來提高偏移成像的精度，隨后將這一方法應用到地震和探地雷達數據中。fomel等采用平面波解構濾波器實現了繞射波和反射波的分離，借助速度延拓方法開展了速度分析。moser在深度域開展了繞射波的偏移成像研究。
5、由于，電磁波與地震波在動力學和運動學特征上具有較高的相似性，這便為速度分析方法從地震勘探領域遷延至探地及探月雷達研究領域提供了可能。然而，目前將速度分析原理尤其是基于繞射波的速度分析應用于電磁勘探領域的研究還很不足。特別地，將基于繞射波的速度分析方法應用于探月雷達的數據處理中以獲取月壤介質的速度結構(介電常數結構)的研究也比較有限。
6、基于此，需要研發一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，以有效解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就在于提供一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，用于構建月壤介質的速度(介電常數)結構模型，以解決對月壤電性結構的真實刻畫的問題。本方法通過識別和拾取嫦娥四號探月雷達記錄中的繞射波信息，按照到時由小到大的順序，自淺至深依次實現基于雷達記錄中各繞射波的速度(介電常數)掃描，且深層的速度掃描考慮了淺層的速度影響，有助于精確刻畫月壤介質的速度結構，最終構建的月壤電性(介電常數)模型為后續進一步劃分與解釋月球層位、推斷月壤結構及演化過程等研究工作提供了依據和佐證。
2、本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：
3、首先，將嫦娥四號探月雷達原始記錄的雙程旅行時調整為單程旅行時，并在記錄中手動挑選可識別的繞射波，提取各個繞射波的頂點和兩翼位置的兩點，對拾取出的所有繞射波按照頂點對應到時由小到大的順序依次排序并編號；其次，選擇當前編號最小的繞射波作為處理對象，并給定當前層的假定相對介電常數值(對應一個假定速度值)，結合地表到上一層的速度，對當前處理的繞射波頂點對應的到時進行時深轉換，轉換得到的深度為該繞射波對應繞射點的最大可能深度；然后，選取若干繞射參考點，計算各點源波場到達地表的到時曲線，并與當前處理的繞射波的三個特征點進行比對，比對過程中不斷調整當前層假定相對介電常數值(假定速度值)，直到此三點與其附近的模擬到時曲線平行，此時認為假定相對介電常數值即為當前層的真實相對介電常數值，根據當前層的真實相對介電常數值，再次對當前處理的繞射波頂點對應的到時進行時深轉換，并將該深度作為當前層的底界面；最后，自淺至深依次按上述操作處理完畢所有繞射波，最終輸出完整的相對介電常數(速度)層狀模型。
4、一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，包括以下步驟：
5、a、輸入：將雷達原始記錄的雙程旅行時調整為單程旅行時；
6、b、調整走時：在步驟a轉換后的單程旅行時記錄中手動挑選可識別的繞射波；
7、c、排序并編號：將拾取出的所有繞射波按照頂點對應到時由小到大的順序排序并編號；
8、d、在所有未處理的繞射波中選擇頂點到時最小的繞射波作為當前處理對象；
9、e、賦值：給定一個比研究區域內介質的最小相對介電常數值還要更小的相對介電常數值作為當前層的假定相對介電常數值；結合地表到上一層的速度，對當前處理的繞射波頂點對應的到時進行時深轉換，轉換得到的深度為產生該繞射波的目標體對應的最大可能深度；若不存在上一層，則按照當前層假定相對介電常數值，對當前繞射波頂點對應到時進行時深轉換；
10、f、在該深度到地表之間，與當前處理的繞射波頂點處于同一水平位置處，等間隔選擇若干點，作為產生該繞射波的目標體的參考位置；以選定的點為源，結合地表到上一層的相對介電常數值以及當前層的假定相對介電常數值，基于波前快速推進法，計算各點源產生波場到達地表的到時曲線；
11、g、將步驟f中各點源產生波場到達地表的到時曲線與步驟b中所拾取的當前處理的繞射波的三點進行比對；若此三點與其附近的模擬到時曲線平行，則可認為假定的相對介電常數值即為當前層的真實相對介電常數值；若此三點與其附近的模擬到時曲線不平行，則重新調整當前層的假定相對介電常數值，并重復步驟f后再次將兩者進行匹配；重復此過程，直至兩者平行，得到當前層的真實相對介電常數值；
12、h、按照步驟g中獲得的當前層的真實相對介電常數值，再次對當前處理的繞射波頂點本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于：步驟b，挑選過程中，首先提取繞射波所在的記錄段，然后拾取繞射波的頂點及兩翼位置的兩點。
3.根據權利要求1所述的一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于：步驟d，頂點到時最小的繞射波即編號為最小的繞射波。
4.根據權利要求1所述的一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于：步驟e，對應一個比研究區域內介質的最大速度值還要更大的速度值；速度值根據相對介電常數和速度的換算公式得出：式中，v代表電磁波在地層中的傳播速度，r代表相對介電常數值，c＝3×108m/s代表光速。
5.根據權利要求1所述的一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于：步驟g，三點為頂點及兩翼位置的兩點。
【技術特征摘要】
1.一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于：步驟b，挑選過程中，首先提取繞射波所在的記錄段，然后拾取繞射波的頂點及兩翼位置的兩點。
3.根據權利要求1所述的一種適用于探月雷達數據的層剝離速度掃描方法，其特征在于：步驟d，頂點到時最小的繞射波即編號為最小的繞射波。
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