大数据-算法-模拟月壤物理参数实时测量系统研制.pdf

《大数据-算法在模拟月壤物理参数实时测量系统中的应用》 月球探测是现代航天技术的重要领域，其中，对月壤的深入理解和精确测量至关重要。月壤的复杂性使得其参数反演工作极具挑战性，尤其是在利用微波探测数据进行月壤厚度反演时，需要准确的理论模型作为支撑。为了验证这些模型，地面模拟实验成为关键步骤，而实时测量模拟月壤的物理参数——复介电常数、温度和湿度，则是实验的核心环节。 复介电常数是表征物质电磁性质的重要参数，它涉及到微波在月壤中的传播特性。测量复介电常数的方法多种多样，包括同轴线法、开放腔法等。在本研究中，通过对各种方法的比较，选择出最适合模拟月壤测量的方案，以确保数据的准确性和可靠性。 温度则是影响月壤介电性质的重要因素。月壤温度的测量通常采用热电偶或红外测温技术。这些技术能够实时监测并记录模拟月壤的温度变化，为研究月壤的热行为和微波辐射特性提供基础数据。 湿度对月壤的电性能也有显著影响。测量湿度可采用电容式湿度传感器或露点法等。通过对比分析，选择出最佳湿度测量方法，以保证在不同湿度条件下月壤参数的精确测量。 在选定测量方法后，构建实时测量系统是实现模拟实验的关键。该系统由介电常数测量套件、温度测量仪和湿度测量仪组成，利用LabVIEW编程语言实现了数据采集、格式转换、存储、显示以及用户界面设计等功能。这不仅提高了测量效率，也保证了数据处理的一致性和准确性。 实验证明，这个实时测量系统能够成功完成预定的功能，提供模拟月壤物理参数的实时监测数据，为微波辐射传输模型的验证和月壤反演算法的优化提供了有力支持。这一成果对于提升我国月球探测的科研水平，推动月球资源的探索和利用具有深远意义。 关键词：模拟月壤；物理参数；测量系统；复介电常数；温度；湿度；LabVIEW；微波探测；数据采集