我国地基雷达观测月球的现状和研究进展

地基雷达观测可以提供太阳系天体目标的地形地貌、物理特征、轨道动力等信息。聚焦利用地基雷达天文技术开展月球观测的原理方法和科学意义,介绍了基于我国现有深空雷达上行装置、射电望远镜条件以及非相干散射雷达等系统,初步开展的特高频段(Ultra High Frequency,UHF)和X频段的地基雷达观测月球试验。通过月球反射回波的信号处理,获得了延迟、多普勒频移等参数,得到了一致的与近表层物质密度相关的月面雷达反射率,并得到了月球的左右旋圆极化率,反映了与波长同尺度的月球近表层结构。文章积累的数据处理经验将为我国的小行星预警、行星历表等地基雷达观测研究提供技术基础。

瑞利面波高阶模式椭圆极化频散特征理论推导及数值模拟研究

随着城市地下空间的深入开挖和利用,地表变形和沉降塌陷等最常见的工程事故等问题给人民和国家造成了严重生命财产损失.为降低和避免这一危害,迫切需要一种能够在事故发生前对其进行有效观测和预警的方法.传统大地测量、GPS等方法只能在位移发生后进行测量,抗压抗剪等地质试验手段可通过观测介质物性参数对其状态进行预测,但其效率低成本高.常规物探手段如电法、GPR、主动源或被动源地震等方法,因本身方法原理或周围环境所限,不能满足城市环境下的有效测量和预警.传统瑞利面波速度频散法野外工作需布置长大排列,因此也受限于城市环境.为解决上述问题,作者通过前期研究提出了基阶瑞利面波椭圆极化频散方法,即单点矢量瑞利面波法,该方法无需长大排列,只需通过单点采集的多分量信息对地下介质结构进行推断,因此可有效解决上述应用瓶颈问题.本文在前期研究基础之上,进一步对多模式瑞利面波椭圆极化特征进行了理论和数值模拟研究,结果表明,类似基阶面波,高阶同样具有椭圆极化频散特性,且其与地层(速度)泊松比结构同样密切相关,甚至特征更明显;但由于具有较强特征椭圆极化特性的某一面波模式,其能量可能较弱,误差也可能较大.因此,在利用瑞利面波椭圆极化特征时,应综合考虑不同模式面波能量和椭圆极化特征的相对强弱,从而为利用单点多模式矢量瑞利面波法评价或探测、监测预警地层泊松比结构或其变化等,提供坚实的理论基础和可行性研究依据.