[发明专利]月面巡视器测月雷达数据的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种月面巡视器测月雷达的数据的预处理方法，用于实现对月面巡视器测月雷达数据的初步处理。

背景技术

探月工程是用于探测月球的环境、资源的系统化工程。探月工程系统主要包括卫星、火箭、发射场、测控、地面应用系统等部分，其中地面应用系统负责探测器数据的接收、存储和处理。

通常月球探测器包括着陆器和月面巡视器，搭载有多种科学载荷，用于探测月球表面的各种环境、资源数据。作为主要载荷之一，其中测月雷达是一种工作于无载频毫微秒脉冲状态的时间域探测雷达，采用收发分置天线。其工作原理是：测月雷达发射机产生超宽带的无载频毫微秒脉冲，经过发射天线向月面下辐射/耦合超宽带电磁脉冲信号，信号在月壤和月壳岩石介质的传播过程中，如果遇到不均匀层、不同介质交界面、熔岩管、漂石等目标，将产生电磁波信号的反射和散射。测月雷达接收天线接收到该反射和散射信号后，经过接收机放大、采样后获得相应的探测数据，通过对探测数据进行分析、处理和成像，得到巡视器行走区域内月壤厚度及其分布、漂石和熔岩管的分布以及月壳次表层岩石地质结构等信息。

在月面巡视器上安装的科学载荷是具有科学探测能力的仪器。对这种仪器探测得到的科学数据的预处理是地面应用系统的任务之一，也是数据发布给广大科研人员用以研究的前提条件。雷达数据的预处理主要是处理科学探测仪器下行数据原包，解算科学数据与工程数据，校正数据，消除探测数据和工程数据中存在的各种偏差，最后成为可以直接使用的，反映月面遥感特性的科学数据产品。

地面应用系统接收巡视器数据以后，为了能够真实地还原科学载荷（如测月雷达）的科学数据，去除仪器自身干扰，反映月面真实情况，通常要对数据进行0级、1级、2级数据处理。其中0级处理方法为源包处理，将各载荷的探测数据提取出，单独形成文件，并将每个载荷源包数据按照采样周期拼接。1级数据为物理量转换，将各载荷原码数据转换为具有实际物理意义的数值。2级数据处理则对数据进行定标处理、几何定位处理，生成与载荷无关的具有空间位置的月球遥感数据。

但是，现有超宽带脉冲雷达的处理方法主要用于处理地面探地雷达的数据，无法满足测月雷达的数据处理要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种月面巡视器测月雷达数据的预处理方法，所述方法能够对月面巡视器测月雷达的数据进行准确地处理，生成可发布的具有实际物理意义的月球遥感数据。

根据本发明的一个方面，提供了一种月面巡视器测月雷达数据的预处理方法，所述方法包括：接收原始数据，实时接收测月雷达下传的原始数据；成帧数据处理，对下传的原始数据执行帧同步、去扰和RS译码处理得到成帧数据；信道处理，对所述成帧数据进行分路解帧和分包处理以得到测月雷达数据源包；数据块提取，对所述测月雷达数据源包执行解包处理以生成测月雷达数据块；物理量转换，把所述生成的测月雷达数据块转换成具有实际物理含义的测月雷达数据；去直流处理，消除每道数据中的直流分量；带通滤波处理，对每道数据进行带通滤波，去除高频和低频成分。

通过本发明提出的上述数据处理方法，能够对月面巡视器测月雷达获取的数据进行常规处理，去除相关噪声，以便于及时发布最终2B级数据以供广大科研人员使用。

附图说明

图1显示了对测月雷达数据进行处理的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。

首先介绍一下月面巡视器测月雷达的组成及工作原理。

测月雷达是一种工作于无载频毫微秒脉冲状态的时间域探测雷达，采用收发分置天线。其工作原理是：测月雷达发射机产生超宽带的无载频毫微秒脉冲，经过发射天线向月面下辐射/耦合超宽带电磁脉冲信号，信号在月壤和月壳岩石介质的传播过程中，如果遇到不均匀层、不同介质交界面、熔岩管、漂石等目标，将产生电磁波信号的反射和散射。测月雷达接收天线接收到该反射和散射信号后，经过接收机放大、采样后获得相应的探测数据，通过对探测数据进行分析、处理和成像，得到巡视器行走区域内月壤厚度及其分布、漂石和熔岩管的分布以及月壳次表层岩石地质结构等信息。

第一通道脉冲发射机在雷达主控制器输出的发射时钟1触发下产生符合要求的脉冲信号，然后平衡输出到第一通道发射天线辐射出去。第一通道接收天线接收到地下目标回波信号后，送给第一通道接收机，第一通道接收机在雷达主控制器控制下按照一定规律对回波信号进行放大，然后送给雷达主控制器的第一通道进行数字化。