[发明专利]一种对月壤结构探测仪数据去除背景的方法

说明书

本发明公开了一种对月壤结构探测仪数据去除背景的方法，该方法将月壤结构探测仪探测得到的实测数据和背景数据，经过时间校正、幅度校正等步骤，得到去除背景后的实测数据。因为月壤结构探测仪是在静止的状态下工作，工作方式有别于普通的商业探地雷达，所获取的原始数据也有别于商业探地雷达的数据。同时月壤结构探测仪会受到着陆器本体、周围环境和设备自身的温度等因素的影响，因此采用本发明对原始数据进行去除背景处理，提高原始数据的信噪比，以得到标准的实测数据，用于探测区域成像等科学研究。

技术领域

本发明属于数据处理领域，具体涉及CE-5有效载荷对月壤结构探测仪数据去除背景的方法。

背景技术

月壤结构探测仪LRPR(Lunar Regolith Penetrating Radar)是一种基于嫦娥五号着陆器平台的高分辨率月壤表面穿透探测雷达，是实现嫦娥五号(CE-5)任务科学探测目标的重要载荷之一。月壤结构探测仪的探测任务是月球次表层结构探测，用于月壤厚度和结构探测及为钻取采样过程提供信息支持。

月壤结构探测仪是一种工作于无载频皮秒脉冲信号体制的高分辨率成像探测雷达，安装在着陆器地板上的，因为着陆器系统是静止不动的，即月壤结构探测仪是在静止的状态下工作，所以月壤结构探测仪采用多个超宽带时域天线组成天线阵，通过电扫描的方式实现每一个天线既能进行发射又能进行接收，当其中一个天线发射时，其余所有天线均能进行接收。通过该电扫描探测的方式可以实现天线阵列下方区域月壤厚度及其分层结构的高分辨率探测图像。

月壤结构探测仪的工作原理是：发射机在控制器的控制下产生超宽带无载频皮秒脉冲信号，经过发射天线向月面下辐射/耦合超宽带皮秒脉冲信号，该脉冲信号在月壤中传播时，如果遇到月壤分层界面或月壤中存在的岩石块，将产生脉冲信号的反射和散射。接收天线接收到该反射和散射信号后通过高频电缆馈送给接收机。接收机在控制器的控制下对脉冲回波信号进行等效取样后获得在时间上被展宽的等效脉冲回波信号，控制器对等效脉冲回波信号进行模数转换变成易于处理和成像的数字信号。

在雷达控制器的控制下，可选通其中一个天线作为发射天线，其余所有天线均作为接收天线进行回波接收，当遍历所有天线均作为发射天线进行探测之后，月壤结构探测仪便能获得天线下方区域月壤的一次完整的探测数据，通过对探测数据进行处理和成像，就可以获取一幅探测区域内月壤分层结构图像。

因为月壤结构探测仪是在静止的状态下工作，工作方式有别于普通的商业探地雷达，因此所获取得原始数据也有别于商业探地雷达的数据。月壤结构探测仪必然会受到着陆器本体的影响；又因为周围环境和设备自身的温度等因素的影响，因此必须要对原始数据进行校正，以得到标准的实测数据，然后用于探测区域成像等科学研究。而现有的传统的商业探地雷达的数据处理方法是无法满足月壤结构探测仪数据处理的需求的，因此要研究一种新的方法对原始数据进行去除背景的处理，以得到标准的实测数据产品。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是通过对原始实测数据和背景数据进行去除背景的处理，以得到标准的实测数据，避免原始数据受外界影响，并得到标准的实测数据。

(二)技术方案

本发明提供了一种对月壤结构探测仪数据去除背景的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、分别对实测数据和背景数据进行插值；

步骤2、对插值后的实测数据进行时间校正，时间校正的公式如下：

τ_shift为每帧实测数据的时间校准量，