[发明专利]一种月球观测系统

说明书

本发明公开了一种月球观测系统由天文望远镜、地基微波辐射计、二维扫描机构和控制器组成，系统结构简单，易于实现。其中地基微波辐射计安装在二维转台上，由天文望远镜获取月球初始位置俯仰角度，由控制器对初始位置进行校准，并控制二维转台对月球轨迹进行自动跟踪扫描；月球亮温信号经天线反射进入天馈系统，极化分离后进入辐射接收机，经检波后可实时获取电压采集信号及方差曲线，并可同时计算得到月球亮温值，有效地提升了测试效率。本发明具有一定的通用性，可应用于基于不同频段地基微波辐射计的月球亮温测量中，探究微波辐射特性的稳定性和时间分布特性。

技术领域

本发明属于月球观测设备领域，尤其涉及一种月球观测系统。

背景技术

月球是离地球最近的自然天体，其表面具有极好的辐射稳定性，一旦准确确定出月球辐射量的变化情况，就可将月球作为空间遥感器的长期定标源。月球表面的月壤层长期由陨石撞击,受太阳宇宙线的辐射,储存了月球地质与太阳辐射活动的历史。由于月壤为低损耗介质,微波遥感可以探测达数米量级的深度；被动遥感能耗小,现有的微波辐射技术即可实现。如何准确而高效地测量月球表面辐射亮温是月球探测的重要课题。

目前国内外地基对月球观测以可见光谱成像为主，而地基微波无源遥感观测相对较少，微波遥感利用其不同频段对大气穿透性强的特点，对大气雨云干扰的影响较小，适用于地基对月观测，并且根据不同频段可观测的月球表面物质，相较于空间载荷探测、地基可见光谱成像，地基微波观测具有成本较低，易于实现特点，对积累建立完善的月球亮温定量数据具有重要意义。

现有地基微波遥感观测月球亮温的测试装置，集中在S、X、Ka等频段测量分辨率相对较低，系统稳定性不高，自身噪声影响了测试精度，月球表面许多细节无法观测，只能获取月球表面平均亮温，很难得到准确的短期稳定数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种月球观测系统，实现对月球亮温的测量，提高月球亮温的测试效率和测试精度。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种月球观测系统，包括：

天文望远镜，用于跟踪定位月球初始方位的俯仰角度；

二维扫描机构，用于自动跟踪月球的运动轨迹，并对月球进行扫描；

地基微波辐射计，设于所述二维扫描机构的转台上，所述地基微波辐射计包括天线、信息单元、辐射接收机及测试馈源；所述天线接收月球亮温信号，将所述亮温信号进行天线极化分离，根据所述测试馈源的频段，选择相应频段内各频点的所述辐射接收机，所述辐射接收机对接收的信号进行滤波及平方律检波，得到各频点的电压输出信号，作为检波电压信号；所述信息单元接收所述检波电压信号，并给所述辐射接收机供电；

控制器，用于采集所述天文望远镜获取的月球初始方位的俯仰角度，计算转台与所述俯仰角度的误差，根据所述误差控制转台进行校准；扫描时，判断所述俯仰角度是否超出预设的测试门限，若超出，则采集下一观测时间点所述天文望远镜发送的俯仰角度；若未超出，则控制所述二维扫描机构中的转台转向相应的角度，以所述角度位置为中心在所述角度±2°的范围内进行扫描，观测月球；待观测指定时间后，控制所述转台回到初始零位，进行冷空观测；

所述控制器还用于采集所述地基微波辐射计生成的检波电压信号，根据公式：V＝a+bT，计算亮温值；其中，a、b为所述地基微波辐射计的定标系数，V为所述地基微波辐射计输出的电压值，T为月球亮温值。

根据本发明一实施例，所述天文望远镜的光轴与所述地基微波辐射计的观测视轴共轴，通过三星定位功能，对月球初始方位角度进行精准定位。

根据本发明一实施例，所述信息单元外接一次电源，经内部电路隔离后，输出二次电源给所述辐射接收机供电。

根据本发明一实施例，所述地基微波辐射计中的天线为三反卡塞格伦天线。