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月壤介电常数是影响月球表面微波辐射亮温的一个主要因素,要想建立准确的月表微波辐射亮温模型,首先需要确定一个准确的月壤介电常数模型。本文基于嫦娥多通道(19.35GHz、37GHz)微波辐射亮温数据反演了月壤介电常数,并对反演结果进行了分析。 本文首先介绍了月表多层微波亮温模型和模型的主要参数,并重点分析了月壤密度、物理温度剖面和月壤介电常数对亮温的影响。分析结果表明,铁钛含量对亮温的影响与介电常数模型中铁钛含量的权重有关。然后利用嫦娥一号实测亮温数据,计算了全月白天的时空归一化亮温差?,并分析了白天?与铁钛含量的相关性,同时也分析了赤道地区正午时刻实测亮温和铁钛含量的相关性。研究结果表明,铁含量和钛含量对亮温的影响程度不一致,因此二者在月壤介电常数模型中的权重不同,不能简单的将它们相加,而应该分别讨论铁含量和钛含量对亮温的影响。 利用嫦娥一号微波亮温数据,反演月壤介电常数模型时,首先对比实测亮温与利用现有的月壤介电常数模型得到的模拟亮温随铁钛含量变化的趋势,确定了带参数的月壤介电常数模型的形式。然后根据嫦娥一号19.35GHz和37GHz的实测?与铁钛含量的相关性,结合月表多层微波辐射亮温模型和多变量约束最优化方法,反演了月壤介电常数模型,并对反演结果进行了分析和验证。结果表明,利用反演的月壤介电常数模型得到的模拟?与实测?随铁钛含量的变化趋势基本一致,同时利用反演的介电常数模型计算的赤道地区正午时刻的模拟亮温与实测亮温随铁钛含量的变化趋势也基本一致,且模拟亮温和实测亮温的幅值基本相当,这就从亮温相对值和绝对值的角度验证了反演的月壤介电常数的正确性。嫦娥一号校准数据反演结果与嫦娥一号数据反演结果基本一致,这也进一步检验了反演结果的稳定性。同时通过与月壤样本实测的介电常数的对比,也说明了本文反演结果的合理性。