摘 要：基于地基雷達(dá)的月球成像有利于研究地月系統(tǒng)及太陽系演化等科學(xué)問題，可以為登陸任務(wù)中的著陸區(qū)選址提供有力的科學(xué)依據(jù)，也有助于驗(yàn)證用于深空探測的地基雷達(dá)設(shè)備的可行性。地基雷達(dá)具有穿透性強(qiáng)、全天候、全天時(shí)和低成本等優(yōu)勢，國內(nèi)外已開展一系列基于地基雷達(dá)對(duì)月球成像的工作，成像方法主要包括時(shí)延多普勒方法及干涉成像方法。在不同階段，采用不同的地基雷達(dá)設(shè)備和參數(shù)，獲得了一系列不同分辨率的月球正面圖。梳理了國內(nèi)外地基雷達(dá)設(shè)備及其參數(shù)、成像方法及探測結(jié)果等，展望了基于地基雷達(dá)設(shè)備對(duì)月球進(jìn)行成像的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：地基雷達(dá)；月球成像；時(shí)延多普勒；干涉成像

中圖分類號(hào)：Ｐ１６５ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（ＯＳＩＤ）：

文章編號(hào)：１００３－３１０６（２０２４）０７－１７４９－１１

０ 引言

月球是距離地球最近的天體，也是人類最早開始研究的天體。人類對(duì)月球的探索和認(rèn)識(shí)大致經(jīng)歷了３ 個(gè)階段。第一個(gè)階段為肉眼觀測時(shí)代，掌握了月相變化規(guī)律，粗略地估計(jì)了地月距離等；第二個(gè)階段為光學(xué)觀測（望遠(yuǎn)鏡）時(shí)代，繪制了月球正面圖，劃分了月表地質(zhì)單元，揭示了地月系統(tǒng)的力學(xué)原理等；第三個(gè)階段為多源觀測時(shí)代，雷達(dá)、光譜和能譜等各種技術(shù)的發(fā)展使得月球探測進(jìn)入全新時(shí)代，通過多源數(shù)據(jù)可以揭示更多的科學(xué)信息，確定了月球的殼層結(jié)構(gòu)，揭示了月球表面火山及隕石撞擊歷史活動(dòng)等，對(duì)月球的認(rèn)識(shí)更加全面和深入。

Ｗａｔｔ 于１９３７ 年設(shè)計(jì)了第一部雷達(dá)，最早用于目標(biāo)探測和測距。隨著設(shè)備制造工藝及信號(hào)處理方法的不斷改進(jìn)，地基雷達(dá)性能極大提升，相比其他探測手段，優(yōu)勢更加明顯，地基雷達(dá)也逐步應(yīng)用于深空探測領(lǐng)域［１］。根據(jù)探測技術(shù)手段的不同，地基雷達(dá)對(duì)月球的探測可以分為３ 個(gè)階段，分別為初始探測階段、時(shí)延多普勒成像階段及三維成像階段。１９４６ 年，美國通過軍用雷達(dá)首次獲得了月球回波信號(hào)［２－３］，象征著地基雷達(dá)對(duì)月球成像初始探測階段的開始。在初始探測階段期間，利用回波計(jì)算了地月距離、月球赤道直徑、表面反射率和粗糙度等參數(shù)［４－５］，開展了尋找水冰［６］等科學(xué)研究。２０ 世紀(jì)６０ 年代左右，Ｇｒｅｅｎ 等提出了時(shí)延多普勒概念，Ｐｅｔｔｅｎｇｉｌｌ 等利用磨石山（Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ）雷達(dá)進(jìn)行了驗(yàn)證［７］，拉開了利用時(shí)延多普勒方法對(duì)月球進(jìn)行二維成像的序幕。自２０ 世紀(jì)６０ 年代末開始，美國阿波羅任務(wù)的實(shí)施推動(dòng)了地基雷達(dá)的大力發(fā)展。通過不同設(shè)備，使用不同參數(shù)，獲得了一系列不同分辨率的月球反射率圖。１９７２ 年，Ｚｉｓｋ 利用地基雷達(dá)干涉模式首次獲得了月球局部高程圖，基于地基雷達(dá)的月球探測進(jìn)入三維探測階段，后續(xù)獲得了一系列月球局部區(qū)域高程圖，為阿波羅登月任務(wù)著陸點(diǎn)選址提供了有力保障，同時(shí)也為研究月球表面地形地貌、劃分地質(zhì)單元提供了依據(jù)。

國外的主要的地基雷達(dá)設(shè)備包括阿雷西博（Ａｒｅｃｉｂｏ）雷達(dá)、金石（Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ）雷達(dá)、干草堆（Ｈａｙ-ｓｔａｃｋ）雷達(dá)和Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ 雷達(dá)等。Ａｒｅｃｉｂｏ 是使用最為廣泛的地基雷達(dá)，現(xiàn)已無法正常運(yùn)行。Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 是目前最主要的深空探測地基雷達(dá)，可以對(duì)月球進(jìn)行高分辨率成像。Ｈａｙｓｔａｃｋ 是最早使用的月球成像雷達(dá)之一，Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ 最早用于驗(yàn)證時(shí)延多普勒方法，隨著Ａｒｅｃｉｂｏ 和Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 的投入使用，Ｈａｙｓｔａｃｋ 和Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ 目前主要用于近地目標(biāo)探測［８］。此外，美國正在嘗試天線組陣測試，包括深空探測網(wǎng)的３ 個(gè)３４ ｍ 天線及Ｋａｂｏｏｍ 的３ 個(gè)１２ ｍ 天線。

在地基雷達(dá)領(lǐng)域，我國目前還沒有投入使用的專門用于月球及深空探測的地基雷達(dá)設(shè)備。我國的前期研究主要側(cè)重于算法及基于國外地基雷達(dá)探測數(shù)據(jù)的分析，雖然前期也利用國內(nèi)非相干散射雷達(dá)進(jìn)行了探測嘗試，但分辨率與國外存在差距。目前，我國地基雷達(dá)處于起步階段，中國復(fù)眼第一期４ 個(gè)１６ ｍ 口徑天線已經(jīng)順利完成任務(wù)，獲得了月球正面全局圖及局部的地形地貌圖。后續(xù)二期２５ 個(gè)３０ ｍ口徑天線已開工建設(shè)，未來三期將建設(shè)１００ 個(gè)天線陣列。三亞的非相干散射雷達(dá)（ＳＹＩＳＲ）主要用于探測電離層，但也具備月球探測能力，在月球成像中獲得了較好的結(jié)果［９］。

１ 國內(nèi)外現(xiàn)狀

從地基雷達(dá)首次獲得月球回波至今，雷達(dá)設(shè)備工藝及信號(hào)處理方法在不斷提升，得到的圖像的信噪比和分辨率在不斷提高。

１． １ 國外地基雷達(dá)及研究進(jìn)展

１． １． １ 國外地基雷達(dá)設(shè)備及參數(shù)

國外可用于月球成像的主要地基雷達(dá)設(shè)備及參數(shù)如表１ 所示，主要包括Ａｒｅｃｉｂｏ、Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ、Ｈａｙｓｔａｃｋ、Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ 及Ｅｖｐａｔｏｒｉａ 等［６，１０－１１］。由于Ａｒｅｃｉｂｏ 停止運(yùn)行，其他地基雷達(dá)功能定位發(fā)生調(diào)整，目前對(duì)月球成像主要依靠Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 雷達(dá)。

１． １． ２ 研究進(jìn)展

國外基于地基雷達(dá)對(duì)月球的探測數(shù)據(jù)，開展了一系列對(duì)月球成像的研究工作。對(duì)于同一地基雷達(dá)，由于在不同階段采用的雷達(dá)參數(shù)及處理算法不同，使得不同時(shí)間得到的成像效果存在差異。

（１）Ａｒｅｃｉｂｏ

Ａｒｅｃｉｂｏ 雷達(dá)隸屬于美國天文電離層中心，位于加勒比海地區(qū)波多黎各（１８°２０′４８″Ｎ，６６°４５′１０″Ｗ），包括一個(gè)輔助天線［１２］。Ａｒｅｃｉｂｏ 自１９５８ 年開始設(shè)計(jì)，１９６０ 年開始建設(shè)，到１９６３ 年投入使用，前后經(jīng)過幾次大的升級(jí)［１２］，如表２ 所示。Ａｒｅｃｉｂｏ 包括２ 個(gè)波段：４３０ ＭＨｚ、２ ３８０ ＭＨｚ，波束寬度分別為１０ 弧分、１． ８ 弧分。２０２０ 年，受颶風(fēng)影響，Ａｒｅｃｉｂｏ 已無法正常運(yùn)行。在Ａｒｅｃｉｂｏ 于１９６４ 年開始對(duì)月球進(jìn)行探測到２０２０ 年退出歷史舞臺(tái)的近６０ 年時(shí)間里，使用Ａｒｅｃｉｂｏ 獲得了大量的圖像［１２］（如圖２ 所示）及科研數(shù)據(jù)，為研究月球地形地貌、月球水冰探測等問題提供了有力的科學(xué)支撐。

Ａｒｅｃｉｂｏ 既可以作為發(fā)射天線，也可以作為接收天線。但Ａｒｅｃｉｂｏ 無法獲得同向圓極化信號(hào)（ＳＣ 信號(hào)），只能接收反向圓極化信號(hào)（ＯＣ 信號(hào)）［１３］，Ａｒｅｃｉｂｏ 早期主要用于單基探測（自發(fā)自收）。Ｔｈｏｍｐｓｏｎ 等利用Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射４３０ ＭＨｚ 脈沖信號(hào)，對(duì)月球進(jìn)行探測［１２，１４］，沿著月球邊緣，使用８ 個(gè)１０ 弧分波束分別照射不同區(qū)域，獲得了月球正面的時(shí)延多普勒?qǐng)D，分辨率２０ ～ ３６ ｋｍ。Ａｒｅｃｉｂｏ 的單發(fā)單收模式無法克服視赤道附近南北模糊的問題，使得Ａｒｅｃｉｂｏ 作為接收天線功能受限，無法滿足成像需求。為解決上述問題，開始發(fā)展雙基探測。雙基成像可以進(jìn)行長時(shí)間累積，提高方位向分辨率，也能夠避免能量泄露［１５］。鑒于干涉處理在金星成像中取得的成功，１９７０ 年，Ｔｈｏｍｐｓｏｎ［１６］設(shè)計(jì)建造了交叉八木天線作為輔助天線，與距離５７９ ｍ 外的Ａｒｅｃｉｂｏ構(gòu)成雙基干涉系統(tǒng)，利用Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射４０ ＭＨｚ 脈沖信號(hào)，首次通過雙基干涉的方式獲得了月球正面的雷達(dá)圖。受帶寬限制，分辨率為（４０ ～ ７５ ）ｋｍ ×（１００ ～ １５０）ｋｍ。１９７８ 年，Ｔｈｏｍａｓ 等使用相同的設(shè)備，通過縮短脈沖寬度和多普勒濾波器寬度、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行３ 倍過采樣，分辨率提高到了（２０ ～ ３０）ｋｍ ×（３０ ～ ５０）ｋｍ。１９８７ 年，Ｔｈｏｍｐｓｏｎ［１７］利用Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射特高頻脈沖信號(hào)，由輔助天線（距離１１ ｋｍ）同時(shí)接收ＯＣ 和ＳＣ 信號(hào)，通過干涉成像，獲得了月表分辨率２ ～ ５ ｋｍ 的雷達(dá)圖。１９９３ 年，Ｓｔａｃｙ［１８］利用Ａｒｅｃｉｂｏ 和輔助天線，完成首次Ｓ 波段雷達(dá)雙基對(duì)月探測。

１９９４ 年，Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ 環(huán)繞器雷達(dá)在月球表面發(fā)現(xiàn)疑似水冰反射信號(hào)（Ｃｌｅｍｅｎｔｉｎｅ 發(fā)射Ｓ 波段信號(hào)，深空探測網(wǎng)的７０ ｍ 天線接收），掀起了水冰探測的高潮。１９９７ 年，Ｓｔａｃｙ 等［１９］利用Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射偽碼（偽碼碼）信號(hào)，由距離１１ ｋｍ 的輔助天線接收ＯＣ和ＳＣ 信號(hào)，累積時(shí)間２５ ｍｉｎ，獲得月球局部圖，空間分辨率１２５ ｍ。通過對(duì)成像結(jié)果分析，認(rèn)為類似水冰的反射信號(hào)有可能是非常粗糙的表面造成的雷達(dá)信號(hào)異常。２００６ 年，Ｃａｍｐｂｅｌｌ 等［２０］使用Ａｒｅｃｉｂｏ發(fā)射Ｓ 波段信號(hào)，綠岸（ＧｒｅｅｎＢａｎｋ）接收，獲得空間分辨率２０ ～ １００ ｍ 的雷達(dá)圖。通過分析表明，類似于水冰反射信號(hào)的特征在低緯度區(qū)域也有發(fā)現(xiàn)，因此，前期發(fā)現(xiàn)的異常信號(hào)無法證明是由水冰造成。２００７ 年，Ｃａｍｐｂｅｌｌ 等［２１］利用Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射的特高頻信號(hào)（ＵＨＦ 波段信號(hào)），ＧｒｅｅｎＢａｎｋ 接收，經(jīng)過大約１６ ｍｉｎ 的累積，采用星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行徙動(dòng)補(bǔ)償，獲得分辨率４００ ｍ×６００ ｍ 的雷達(dá)圖，通過圓極化率等參數(shù)研究了靜海熔巖流［２１］。２０１４ 年，其通過相位梯度法聚焦，分辨率達(dá)到２２５ ｍ × ２５０ ｍ［１３］。２０１０ 年，Ｃａｍｐｂｅｌｌ 等［２２］利用Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射的Ｓ 波段信號(hào)，ＧｒｅｅｎＢａｎｋ 接收，獲得分辨率４０ ～ ８０ ｍ，分析了月表形貌的形成機(jī)理、月表鈦鐵含量的分布。

此外，由于Ｍｉｎｉ-ＲＦ 發(fā)射機(jī)于２０１１ 年失效，Ｗａｈｌ 等［２３］利用Ａｒｅｃｉｂｏ 和Ｍｉｎｉ-ＲＦ 進(jìn)行了聯(lián)合探測，Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射Ｓ 波段信號(hào)，Ｍｉｎｉ-ＲＦ 接收信號(hào)，獲得了開普勒隕石坑等區(qū)域的雷達(dá)圖，開創(chuàng)了星地聯(lián)合對(duì)月球進(jìn)行探測成像的先河。

（２）Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ

Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 雷達(dá)全稱金石太陽系探測雷達(dá)（ＧｏｌｄＳｔｏｎｅ Ｓｏｌａｒ Ｒａｄａｒ，ＧＳＳＲ），隸屬于美國宇航中心，位于美國加利福尼亞州（３５°２５′３６″Ｎ，１１６°５３′２４″Ｗ）包括一個(gè)７０ ｍ 的發(fā)射天線，編號(hào)為深空站１４（ＤＳＳ-１４），以及３ 個(gè)３０ ｍ 天線ＤＳＳ１３。Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 雷達(dá)集測控與雷達(dá)于一體，是目前唯一在運(yùn)行的深空探測雷達(dá)。Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 于１９５８ 年開始設(shè)計(jì)建設(shè)［８］，１９８６ 年，升級(jí)建設(shè)７０ ｍ 深空網(wǎng)絡(luò)天線［２４］，建立的初衷是完成美國太空探測計(jì)劃，可以對(duì)月球、金星、水星及小行星等進(jìn)行探測，為未來著陸選址等鋪路，Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 目前主要用于近地目標(biāo)觀測［２５］。隨著干涉技術(shù)的不斷發(fā)展，Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 被廣泛應(yīng)用于對(duì)月球地形地貌的成像中，Ｍａｒｇｏｔ 等在利用Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 對(duì)月成像中獲得空間分辨率２０ ～ １５０ ｍ［７，２６－２７］，高程分辨率５ ～ ５０ ｍ（如圖３（ａ）所示）［７，２６－２７］。Ｈｅｎｓｌｅｙ 等通過長時(shí)積累及相位補(bǔ)償算法獲得了月球分辨率２０ ｍ×４０ ｍ×５ ｍ（如圖３（ｂ）所示）［２６］，帶寬增到４０ ＭＨｚ 后，分辨率達(dá)到４ ｍ×５ ｍ×５ ｍ［２８］。

（３）Ｈａｙｓｔａｃｋ

Ｈａｙｓｔａｃｋ 雷達(dá)位于美國馬薩諸塞州（４２°３７′Ｎ，７１°２９′Ｗ），１９６０ 年由麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建設(shè)，１９６４ 年，Ｈａｙｓｔａｃｋ 整體建成投入使用，后續(xù)利用Ｈａｙｓｔａｃｋ 雷達(dá)對(duì)月球進(jìn)行了成像嘗試。Ｈａｙｓｔａｃｋ的波束（３． １ 弧分）只有月球直徑的１ ／ ８，對(duì)月球可以進(jìn)行高分辨率成像［２９］。１９６７—１９６８ 年，為支撐阿波羅著陸，使用Ｈａｙｓｔａｃｋ 雷達(dá)觀測了月球的局部區(qū)域，分辨率２ ｋｍ，與同期光學(xué)望遠(yuǎn)鏡分辨率接近［２９］，如圖４ 所示。Ｚｉｓｋ 等首次利用Ｈａｙｓｔａｃｋ 雷達(dá)進(jìn)行了干涉測量，空間分辨率２ ｋｍ，高度分辨率５００ ｍ［３０－３１］。隨著Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 和Ａｒｅｃｉｂｏ 的投入使用，Ｈａｙｓｔａｃｋ 主要用于近地空間目標(biāo)探測。

（４）Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ

Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ 雷達(dá)（４２°３７′Ｎ，７１°２９′Ｗ）口徑４６ ｍ，最早為監(jiān)視蘇聯(lián)發(fā)射的衛(wèi)星一號(hào)（Ｓｐｕｔｎｉｋ Ｉ）而設(shè)計(jì)，主要在ＵＨＦ 波段進(jìn)行大氣科學(xué)研究。Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ于１９５９ 年開始建設(shè)，屬于薩迦莫爾山天文臺(tái)（Ｓａｇａ-ｍｏｒｅ Ｈｉｌｌ ）。１９７８ 年搬遷到了磨石山天文臺(tái)（Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ Ｈｉｌｌ），地址接近Ｈａｙｓｔａｃｋ 雷達(dá)。Ｐｅｔｔｅｎｇｉｌｌ［３２］使用４４０ ＭＨｚ 信號(hào)對(duì)月球進(jìn)行了首次時(shí)延多普勒成像驗(yàn)證，開創(chuàng)了利用時(shí)延多普勒方法進(jìn)行月球及行星探測的研究工作。受后續(xù)功能定位調(diào)整影響，Ｍｉｌｌｓｔｏｎｅ 雷達(dá)應(yīng)用于月球成像的研究較少，但是其對(duì)基于雷達(dá)的月球成像具有開創(chuàng)性的重要意義。

（５）ＧｒｅｅｎＢａｎｋ

ＧｒｅｅｎＢａｎｋ 雷達(dá)于２０００ 年建成，孔徑１００ ｍ，由２ ００４ 個(gè)可活動(dòng)的反射面板組成。可以接收ＳＣ 和ＯＣ 兩種圓極化的信號(hào)，主要用于信號(hào)接收。由于Ａｒｅｃｉｂｏ 雷達(dá)無法探測雙向圓極化信號(hào)，且其Ｓ 波段無法快速切換發(fā)射和接收模式，前人做了大量Ａｒｅｃｉｂｏ 發(fā)射ＧｒｅｅｎＢａｎｋ 接收模式的月球成像工作［６，１３，３３］。由于Ａｒｅｃｉｂｏ 在２０２０ 年后無法正常工作，研究人員開始探索新的探測模式，在ＧｒｅｅｎＢａｎｋ上安裝了Ｋｕ 波段發(fā)射機(jī)后，使用ＧｒｅｅｎＢａｎｋ 發(fā)射信號(hào)，由美國甚長基線陣列接收信號(hào)，獲得了月球的時(shí)延多普勒?qǐng)D，分辨率５ ｍ×５ ｍ（如圖５ 所示）［３４］，為目前分辨率最高的月球雷達(dá)圖。

（６）其他

歐洲非相干散射雷達(dá)（ＥＩＳＣＡＴ）主要被用來探測電離層，２００９ 年，Ｖｉｅｒｉｎｅｎ 等［３５］利用ＥＩＳＣＡＴ 對(duì)月球進(jìn)行了成像研究，ＥＩＳＣＡＴ 波束寬度０． ５°，通過調(diào)整波束指向，選擇第一過零點(diǎn)范圍內(nèi)成像，解決了寬波束的南北模糊問題，成像分辨率距離向６００ ｍ。１９６４ 年，Ｍｏｒｒｏｗ 等［３６］提出多個(gè)天線相參疊加的方案，可以顯著提高信噪比。Ｃｕｏｍｏ 等［３７］提出分布式全相參的概念。在后續(xù)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，獲得了預(yù)期的較高增益［８］。美國正在利用深空探測網(wǎng)的３ 個(gè)３４ｍ 天線進(jìn)行組網(wǎng)探測。肯尼迪航天中心的ＫａＢｏｏｍ使用Ｋａ 波段的３ 個(gè)１２ ｍ 天線正在進(jìn)行上行測試。每個(gè)天線將具備２５ ｋＷ 峰值功率的發(fā)射機(jī)，工作范圍３４ ～ ３６ ＧＨｚ，合成功率可達(dá)２２５ ｋＷ，將極大地提升探測距離及成像分辨率。

１． ２ 國內(nèi)地基雷達(dá)及進(jìn)展

１． ２． １ 國內(nèi)地基雷達(dá)設(shè)備

我國星載雷達(dá)及機(jī)載雷達(dá)起步較早，發(fā)展比較成熟。在地基雷達(dá)領(lǐng)域，我國起步較晚，目前尚無投入使用的專用于深空探測的地基雷達(dá)設(shè)備。目前，我國具備發(fā)射功能的地基雷達(dá)主要用于電離層探測、近地目標(biāo)探測和空間目標(biāo)追蹤等，口徑及波段信息如表３ 所示［３８］。我國暫時(shí)不具備深空高分辨率探測能力［８］。受國家空間探測規(guī)劃影響，國內(nèi)具有完備的深空測控網(wǎng)，具有天文射電望遠(yuǎn)鏡，但是這些設(shè)備大多數(shù)不具備發(fā)射功能，僅能被動(dòng)接收信號(hào)，使用受限。國內(nèi)現(xiàn)有的具備發(fā)射功能的可用于深空探測的地基雷達(dá)包括ＳＹＩＳＲ、中國復(fù)眼（一期）、曲靖２９ ｍ、佳木斯６６ ｍ、喀什１８ ｍ 天線等，如圖６ 所示。

（１）中國復(fù)眼

中國復(fù)眼一期位于重慶明月山，包含４ 個(gè)１６ ｍ天線，主要用于設(shè)備測試和大規(guī)模分布孔徑天線系統(tǒng)的可行性驗(yàn)證。通過一期４ 個(gè)天線，獲得了月球局部的地形及高程圖，為后續(xù)中國復(fù)眼二期的開工建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。中國復(fù)眼二期工程位于重慶云陽，已開工建設(shè)，計(jì)劃建設(shè)２５ 個(gè)３０ ｍ 天線，將于２０２５ 年建成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)千萬千米外的小行星探測和成像。

（２）ＳＹＩＳＲ

ＳＹＩＳＲ 屬于我國子午線工程項(xiàng)目，位于三亞（１８． ３° Ｎ，１０９． ６° Ｅ），為相控陣?yán)走_(dá)，采用固定陣面、全相掃的探測方式，固態(tài)發(fā)射機(jī)，峰值功率可達(dá)２ ＭＷ，可發(fā)射線性調(diào)頻、隨機(jī)碼序列等波形。發(fā)射右旋圓極化信號(hào)，僅能接收左旋圓極化信號(hào)。后期，將在文昌及儋州各建設(shè)一個(gè)觀測站點(diǎn)，組建成海南三站系統(tǒng)。

（３）曲靖非相干散射雷達(dá)

曲靖２９ ｍ 雷達(dá)為我國首套非相干散射雷達(dá)，屬于我國子午線工程項(xiàng)目，位于云南省曲靖市沾益區(qū)勁松山（２５． ６°Ｎ，１０３． ８°Ｅ），為拋物面天線，采用機(jī)械掃描方式。其具備固態(tài)開關(guān)，發(fā)射峰值功率２ ＭＷ，可以發(fā)射長脈沖及隨機(jī)碼信號(hào)。發(fā)射左旋圓極化信號(hào)，接收右旋圓極化信號(hào)。該雷達(dá)主要用于電離層探測，但也進(jìn)行了對(duì)月球成像的嘗試。

１． ２． ２ 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

由于國內(nèi)前期沒有可對(duì)月球成像的地基雷達(dá)，前期的成像研究主要以算法及仿真研究為主。鄭磊［３８］提出長時(shí)積累的補(bǔ)償算法，并利用昆明４０ ｍ天線的Ｓ 波段及天馬６５ ｍ 天線的Ｘ 波段對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，分析了天線口徑、波段對(duì)成像結(jié)果的影響。劉磊等［３９］提出使用等效的單基逆合成孔徑雷達(dá)（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ，ＩＳＡＲ）成像方法對(duì)月球進(jìn)行成像的算法。丁澤剛等［４０］提出布谷鳥算法進(jìn)行參數(shù)化運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，解決長時(shí)間積累引起的徙動(dòng)問題。近年來，隨著我國地基雷達(dá)設(shè)備建設(shè)的不斷起步，國內(nèi)開始采用現(xiàn)有雷達(dá)設(shè)備對(duì)月球進(jìn)行成像驗(yàn)證。Ｓｕｎ 等［４１］使用喀什３５ ｍ 深空站向月球發(fā)射Ｃ 波段的連續(xù)波信號(hào)，利用中國測控網(wǎng)及俄羅斯測控網(wǎng)聯(lián)合測得ＯＣ 和ＳＣ 信號(hào)，獲得了圓極化率及多普勒頻移等參數(shù)，反演了表面粗糙度。孫靖等［４２］利用曲靖２９ ｍ 自發(fā)自收雷達(dá)對(duì)月球進(jìn)行成像嘗試（如圖７（ａ）所示），由于波束較寬，存在明顯的南北模糊問題。Ｌｉ 等［４３］使用ＳＹＩＳＲ 雷達(dá)對(duì)月球進(jìn)行成像，提出了中頻濾波方法，對(duì)比分析了線性調(diào)頻信號(hào)及１３ 位巴克碼波形的成像結(jié)果，１３ 位巴克碼分辨率大約４． ５ ｋｍ，線性調(diào)頻信號(hào)圖像分辨率大約１ ｋｍ?；冢樱伲桑樱?探測數(shù)據(jù)，Ｌｉ 等［４４］采用后向投影方法，對(duì)月球局部區(qū)域成像，獲得了較高的分辨率。此外，丁澤剛等論證了分布式相參雷達(dá)的可行性［８，４５］。

２ 基礎(chǔ)原理

２． １ 地月系統(tǒng)

月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，同時(shí)月球自身也在轉(zhuǎn)動(dòng)，由于月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度很接近，導(dǎo)致月球只有一面始終朝著地球。地基雷達(dá)設(shè)備固定在地面，其相對(duì)月球的運(yùn)動(dòng)是幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，包括地球及月球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，如圖９ 所示。從地球上觀測月球時(shí)，月球球面對(duì)應(yīng)的大約為３０ 弧分［１２，２１］。月球在不同時(shí)刻的位置及地基雷達(dá)在月表星下點(diǎn)的位置可通過計(jì)算獲得，也可以通過星歷表進(jìn)行查詢。地月系統(tǒng)的主要參數(shù)如表４ 所示。

２． ２ 時(shí)延多普勒方法

２． ２． １ 原理

時(shí)延多普勒與合成孔徑雷達(dá)（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ，ＳＡＲ）成像以及ＩＳＡＲ 原理相似，但時(shí)延多普勒方法的數(shù)據(jù)處理過程比ＳＡＲ 更簡單。使用時(shí)延多普勒方法成像時(shí)，通過長時(shí)累積，可以使用小口徑天線獲得更高的分辨率。時(shí)延多普勒方法最早由Ｇｒｅｅｎ 提出［４６］，Ｐｅｔｔｅｎｇｉｌｌ［４７］ 在ＭｉｌｌｓｔｏｎｅＨｉｌｌ 使用４４０ ＭＨｚ 信號(hào)進(jìn)行了驗(yàn)證，Ｃａｍｐｂｅｌｌ 等［２１］ 及Ｐｅｔｔｅｎｇｉｌｌ 等［４８］詳細(xì)介紹了時(shí)延多普勒方法。在累積時(shí)間較短時(shí)，由于距離及方位向徙動(dòng)不明顯，往往不用考慮距離徙動(dòng)的影響［７］。在實(shí)際成像的過程中，需要假定月球?yàn)橐粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)球形，忽略視差的影響，由此帶來的誤差１ ～ ２ ｋｍ［４９］。

時(shí)延多普勒成像主要包含３ 個(gè)步驟：

① 距離及方位向補(bǔ)償。在探測過程中，月球球心與地基雷達(dá)空間位置會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致其相對(duì)距離產(chǎn)生變化，且存在多普勒頻率偏移。因此，需要對(duì)原始探測數(shù)據(jù)進(jìn)行距離及方位向補(bǔ)償［４３］。距離向補(bǔ)償主要消除地月距離向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，將相鄰脈沖的信號(hào)包絡(luò)對(duì)齊。主要包括相關(guān)對(duì)齊法、最小熵對(duì)齊法等方法［３９］。其中，相關(guān)對(duì)齊法利用相鄰回波互相關(guān)，通過互相關(guān)峰值位置判斷距離向偏移程度。方位向補(bǔ)償可以消除相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的相位變化，僅保留像素點(diǎn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)相位信息，主要方法包括相位梯度自聚焦法、最小方差法等［２１］。相位梯度自聚焦將方位向頻域最大值圓移位至頻譜中間，通過加窗提高信噪比，然后利用相鄰回波內(nèi)積相位差進(jìn)行相位補(bǔ)償，經(jīng)過多次迭代，直至相位誤差達(dá)到精度要求。

② 獲得時(shí)延多普勒?qǐng)D。對(duì)于發(fā)射信號(hào)為線性調(diào)頻或者偽碼碼信號(hào)，首先要對(duì)距離維進(jìn)行脈沖壓縮，然后通過方位向傅里葉變換即可得到時(shí)延多普勒?qǐng)D。

③ 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。建立距離多普勒坐標(biāo)系，將二維時(shí)延多普勒?qǐng)D投影到時(shí)延多普勒空間。根據(jù)地基雷達(dá)及目標(biāo)的空間位置，對(duì)時(shí)延多普勒坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將目標(biāo)投影到月球坐標(biāo)系。

時(shí)延多普勒坐標(biāo)系如圖１０ 所示，ｘ 軸垂直紙面向外，表示距離深度，ｙ 軸表示多普勒頻率，ｚ 軸表示縱向空間尺寸。雷達(dá)星下點(diǎn)為月表距離地基雷達(dá)最近的點(diǎn)，垂直于ｘ 軸的圓環(huán)上的點(diǎn)與地基雷達(dá)之間的距離相同，垂直于ｙ 軸的圓環(huán)上的點(diǎn)具有相同的多普勒頻率。假設(shè)月球半徑為Ｒｍ ，ｒ０ 、ｒ 分別表示月球球心及月球表面某點(diǎn)與地基設(shè)備的距離，ωα 表示視旋轉(zhuǎn)角速度，則時(shí)延多普勒?qǐng)D中的點(diǎn)（ｆ，ｒ）在時(shí)延多普勒坐標(biāo)系中的投影（ｘ，ｙ，ｚ）可以表示為：

月球與地球之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在地面觀測時(shí)，月球的旋轉(zhuǎn)軸與月球?qū)嶋H的南北極軸有偏離，需要基于時(shí)延多普勒坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，主要的影響因素有：① 月球?qū)嶋H南北極軸和時(shí)延多普勒南北極軸的夾角γ；② 雷達(dá)星下點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)（λｓｒｐ，θｓｒｐ ）。經(jīng)過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)后，時(shí)延多普勒坐標(biāo)系上的點(diǎn)（ｘ，ｙ，ｚ）投影到月球?qū)嶋H坐標(biāo)系上的點(diǎn)（ｘ′，ｙ′，ｚ′）可以表示為：

２． ２． ２ 存在的問題

（１）南北模糊。在將二維時(shí)延多普勒?qǐng)D投影到三維時(shí)延多普勒空間時(shí)，二維時(shí)延多普勒?qǐng)D中的特定距離和多普勒頻率對(duì)應(yīng)三維時(shí)延多普勒坐標(biāo)空間的特定的圓環(huán)，距離圓環(huán)和多普勒頻率圓環(huán)交點(diǎn)即為從二維投影到三維的位置。由圖１０ 可知，２ 個(gè)圓環(huán)在南北半球存在２ 個(gè)交點(diǎn)，若不采取相應(yīng)措施，在實(shí)際投影過程中將無法區(qū)分。南北模糊可以通過以下幾個(gè)方法進(jìn)行消除。① 窄波束探測。為了避免南北目標(biāo)點(diǎn)反射信號(hào)的重疊，單次探測可以采用窄波束只照射月球半球，另一次探測照射月球另一半，２ 次探測拼接即可獲得整個(gè)月球的雷達(dá)反射圖。② 雙基雷達(dá)探測。通過位于南北不同區(qū)域的２ 個(gè)地基雷達(dá)，利用月球南北兩側(cè)目標(biāo)到達(dá)地球不同地基雷達(dá)的時(shí)延不同消除南北模糊問題。

（２）距離及相位徙動(dòng)。距離向分辨率與帶寬有關(guān)，可以通過發(fā)射調(diào)頻信號(hào)或者隨機(jī)碼信號(hào)，通過與參考信號(hào)匹配濾波實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮，獲得距離向高分辨率。方位向保存了相位的歷史信息，方位向的分辨率與累積時(shí)間有關(guān)，累積時(shí)間越長，方位向分辨率越高。當(dāng)累積時(shí)間較短時(shí)，距離向最大徙動(dòng)不超過距離向分辨率，此時(shí)累積引起的徙動(dòng)影響可以忽略，無需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行距離及相位補(bǔ)償。以往的多數(shù)月球成像研究中，累積時(shí)間較短，距離及相位徙動(dòng)不明顯，因此在成像中忽略此影響。如果要在方位向獲得較高分辨率，需要增大累積時(shí)間。但是隨著累積時(shí)間增大，距離向偏移會(huì)超過一個(gè)單位的距離分辨率，若不對(duì)距離及方位向進(jìn)行補(bǔ)償，得到的結(jié)果會(huì)散焦。為消除長時(shí)間積累導(dǎo)致的距離偏移，需要進(jìn)行距離及相位校正處理。

（３）閃爍問題。實(shí)際觀測中，雷達(dá)信號(hào)從地基雷達(dá)發(fā)射到月球表面及從月球表面反射回地基雷達(dá)，都需要經(jīng)過大氣層，大氣層會(huì)引起閃爍效應(yīng)，得到的雷達(dá)圖比較模糊。為了提高信噪比，消除閃爍效應(yīng)的影響，需要將多次探測結(jié)果投影到球體坐標(biāo)系，并累加［６，１３，２１］。

２． ３ 干涉成像

２． ３． １ 干涉成像概述

１９６９ 年，美國噴氣實(shí)驗(yàn)室首次將地基雷達(dá)的干涉測量方法應(yīng)用到了金星探測中［１６］。１９７２ 年，基于已有的行星表面三維成像方法，Ｚｉｓｋ 使用Ｈａｙｓｔａｃｋ 和韋斯特福德雷達(dá)雷達(dá)首次對(duì)月表地形地貌進(jìn)行了探測［３０－３１］，利用干涉方法獲得了局部區(qū)域的三維高程圖，空間分辨率１ ～ ２ ｋｍ，高度分辨率５００ ｍ［７］。后期，月球表面三維成像主要由Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ 及深空站天線完成，如圖１１ 所示［２６］。

干涉成像的主要步驟包括配準(zhǔn)、干涉、去地平、相位濾波、相位解纏繞和計(jì)算高程等［７，２８－２９］。相位濾波和相位解纏繞是其中重要環(huán)節(jié)，處理效果直接關(guān)系到高程的精度。

２． ３． ２ 相位濾波

系統(tǒng)噪聲、配準(zhǔn)誤差等誤差會(huì)降低圖像信噪比，導(dǎo)致解纏繞精度降低。因此，在解纏繞之前需要進(jìn)行相位濾波處理，消除相位奇點(diǎn)和相位階梯跳躍，同時(shí)保留有效的高頻細(xì)節(jié)。相位濾波的方法包括均值濾波、轉(zhuǎn)動(dòng)中位數(shù)濾波和功率譜自適應(yīng)濾波法等，各種方法有各自的局限性，使用時(shí)需要根據(jù)成像需求選擇合適的相位濾波方法［５０］。

２． ３． ３ 相位解纏繞

假設(shè)２ 幅配準(zhǔn)后的圖分別為Ａ１ 、Ａ２ ，則對(duì)應(yīng)的相位差可以表示為：

式中：φ∈（－π，π］為纏繞相位， 為真實(shí)相位，ｋ 為整數(shù)。

要通過相位差獲得真實(shí)相位信息，就需要利用解纏繞方法，確定ｋ 值，消除相位圖中的２π 跳變。相位解纏繞方法主要包括基于路徑跟蹤的相位解纏算法及基于最小范數(shù)的相位解纏算法［５１］。基于路徑跟蹤的相位解纏算法利用局部信息，選擇適當(dāng)?shù)姆e分路徑，逐個(gè)像素進(jìn)行搜索和積分獲得全局解。該方法效率高，但是對(duì)噪聲敏感，適合于信噪比較高的相位圖?；谧钚》稊?shù)的相位解纏算法通過引入目標(biāo)函數(shù)及約束條件，將解纏繞問題轉(zhuǎn)換成了求最優(yōu)解問題。該方法比基于路徑跟蹤的相位解纏算法更為穩(wěn)定，但也會(huì)受到噪聲及相位不連續(xù)的影響［５１］。

２． ３． ４ 高程轉(zhuǎn)化

在干涉成像中，２ 個(gè)地基雷達(dá)不僅記錄了幅度信息，也記錄了相位信息，后者包含了像素點(diǎn)的高程信息。在通過相位解纏繞處理后，可以獲得真實(shí)相位信息，則最終的高程信息可以表示為［７］：

式中：ｈ 為高程，λ 為波長，Ｂ⊥ 為雷達(dá)基線到垂直雷達(dá)視線方面平面的投影距離，Ｒ 為像素點(diǎn)到雷達(dá)的距離。

３ 結(jié)束語

我國探月工程及火星探測任務(wù)的成功實(shí)施為后續(xù)持續(xù)開展月球及深空探測奠定了基礎(chǔ)，月球及深空探測備受關(guān)注，地基雷達(dá)探測領(lǐng)域?qū)@得快速發(fā)展。以下為對(duì)地基雷達(dá)成像及我國地基雷達(dá)設(shè)備后續(xù)發(fā)展的展望。

（１）分布式相參地基雷達(dá)

受制造工藝及雷達(dá)工作原理的影響，單基雷達(dá)天線的口徑及發(fā)射功率受限。要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測，成本較高，使得單基雷達(dá)使用場景受到限制。相比單基雷達(dá)，分布式雷達(dá)具有明顯優(yōu)勢。① 更強(qiáng)的擴(kuò)展性：傳統(tǒng)雷達(dá)的口徑及發(fā)射功率等參數(shù)相對(duì)固定，可擴(kuò)展性較差。分布式地基雷達(dá)可根據(jù)任務(wù)需求改變雷達(dá)數(shù)量，進(jìn)而可以靈活地改變等效的口徑及發(fā)射功率，從而滿足不同探測距離的任務(wù)需求。② 更高的信噪比：通過相參處理，分布式雷達(dá)可以極大地提高信噪比，發(fā)射相參及全相參分別可以獲得Ｎ２ 及Ｎ３ 倍信噪比［８］。③ 更遠(yuǎn)的探測距離：通過增加分布式雷達(dá)的數(shù)量，經(jīng)過相參處理后可獲得更高的等效功率，從而可以實(shí)現(xiàn)單基雷達(dá)很難達(dá)到的探測距離。隨著相參等相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式雷達(dá)將成為未來主要的遠(yuǎn)距離探測雷達(dá)方案。

（２）高分辨率成像

在利用距離多普勒方法進(jìn)行成像時(shí)，距離向和方位向分辨率一般相差不大。距離向分辨率可以通過提高帶寬實(shí)現(xiàn)，方位向分辨率與累積時(shí)間有關(guān)。隨著雷達(dá)體制的不斷發(fā)展，對(duì)月成像的距離向分辨率能夠達(dá)到米級(jí)及以下。要獲得與距離向相當(dāng)或者更高的方位向分辨率，就需要進(jìn)行長時(shí)間累積，長時(shí)間累積會(huì)帶來距離及多普勒徙動(dòng)，需要基于現(xiàn)有算法進(jìn)行改進(jìn)，補(bǔ)償距離和多普勒徙動(dòng)的影響，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。

（３）我國地基雷達(dá)設(shè)備的發(fā)展

基于我國地基雷達(dá)設(shè)備現(xiàn)狀，對(duì)我國用于月球及深空探測的地基雷達(dá)探測設(shè)備的后續(xù)建設(shè)提出以下建議。首先，需要打破大功率發(fā)射機(jī)、天線上行組陣等關(guān)鍵技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)我國地基雷達(dá)設(shè)備核心部件國產(chǎn)化，縮短國內(nèi)外差距；其次，加快建設(shè)中國復(fù)眼等我國專用于月球及深空探測的地基雷達(dá)設(shè)備，為我國后續(xù)開展深空任務(wù)做好科學(xué)支撐；最后，通過技術(shù)改造等途徑，對(duì)現(xiàn)有的測控雷達(dá)、非相干散射雷達(dá)及射電望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，使其具備組網(wǎng)探測能力。

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［１７］ ＴＨＯＭＰＳＯＮ Ｔ Ｗ． Ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｌｕｎａｒ Ｒａｄａｒ Ｍａｐ ａｔ７０ｃｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ［Ｊ］． Ｅａｒｔｈ，Ｍｏｏｎ，ａｎｄ Ｐｌａｎｅｔｓ，１９８７，３７：５９－７０．

［１８］ ＳＴＡＣＹ Ｎ Ｊ Ｓ． Ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ［Ｄ］． Ｉｔｈａｃａ：Ｃｏｒｎｅｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９９３．

［１９］ ＳＴＡＣＹ Ｎ Ｊ Ｓ，ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｄ Ｂ，ＦＯＲＤ Ｐ Ｇ． Ａｒｅｃｉｂｏ Ｒａｄａｒ Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｕｎａｒ Ｐｏｌｅｓ：Ａ Ｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ Ｉｃｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９７，２７６（５３１８）：１５２７－１５３０．

［２０］ ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｄ Ｂ，ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｂ Ａ，ＣＡＲＴＥＲ Ｌ Ｍ，ｅｔ ａｌ．Ｎｏ Ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ Ｔｈｉｃｋ Ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｏｆ Ｉｃｅ ａｔ ｔｈｅ Ｌｕｎａｒ ＳｏｕｔｈＰｏｌｅ［Ｊ］． Ｎａｔｕｒｅ，２００６，４４３（７１１３）：８３５－８３７．

［２１］ ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｂ Ａ，ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｄ Ｂ，ＭＡＲＧＯＴ Ｊ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｆｏｃｕｓｅｄ ７０ｃｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒａｄａｒ Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｏｎ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ，２００７，４５（１２）：４０３２－４０４２．

［２２］ ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｂ Ａ，ＣＡＲＴＥＲ Ｌ Ｍ，ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｄ Ｂ，ｅｔ ａｌ．Ｅａｒｔｈｂａｓｅｄ １２． ６ｃｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒａｄａｒ Ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅＭｏｏｎ：Ｎｅｗ Ｖｉｅｗｓ ｏｆ Ｉｍｐａｃｔ Ｍｅｌｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ＭａｒｅＰｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］． Ｉｃａｒｕｓ，２０１０，２０８（２）：５６５－５７３．

［２３］ ＷＡＨＬ Ｄ Ｅ，ＹＯＣＫＹ Ｄ Ａ，ＢＵＳＳＥＹ Ｂ，ｅｔ ａｌ． ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＬｕｎａｒ Ｂｉｓｔａｔｉｃ ＳＡＲ Ｉｍａｇｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｒｅｃｉｂｏ ａｎｄ ＭｉｎｉＲＦ［Ｊ］． Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ ＩｍａｇｅｒｙＸＩ，２０１２，８３９４：８６－８９．

［２４］ ＨＡＬＤＥＭＡＮＮ Ａ Ｆ Ｃ，ＬＡＲＳＥＮ Ｋ Ｗ，ＪＵＲＧＥＮＳ Ｒ Ｆ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ Ｓｏｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒａｄａｒ：１９８８－２００３ ＥａｒｔｈｂａｓｅｄＭａｒｓ Ｒａｄａｒ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ［Ｒ／ ＯＬ］． （２００５－０２－１０）［２０２３ －０７－１９］． ｈｔｔｐｓ：∥ｎｔｒｓ． ｎａｓａ． ｇｏｖ／ ｃｉｔａｔｉｏｎｓ／ ２００５０１６１９７６．

［２５］ ＡＬＶＡＲＥＺ Ｎ Ｒ，ＪＡＯ Ｊ Ｓ，ＬＥＥ Ｃ Ｇ，ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ＩｍｐｒｏｖｅｄＣａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ Ｓｏｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒａｄａｒ Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ，２０２１，６０：１－１５．

［２６］ ＨＥＮＳＬＥＹ Ｓ，ＧＵＲＲＯＬＡ Ｅ，ＲＯＳＥＮ Ｐ，ｅｔ ａｌ． ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄ Ｍａｐ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｕｎａｒ Ｓｏｕｔｈ Ｐｏｌｅ ｗｉｔｈ Ｅａｒｔｈ ＢａｓｅｄＲａｄａｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ［Ｃ］∥２００８ ＩＥＥＥ Ｒａｄａｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｒｏｍｅ：ＩＥＥＥ，２００８：１－６．

［２７］ ＭＡＲＧＯＴ Ｊ Ｌ，ＣＡＭＰＢＥＬＬ Ｄ Ｂ，ＪＵＲＧＥＮＳ Ｒ Ｆ，ｅｔ ａｌ．Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｕｎａｒ Ｐｏｌｅｓ ｆｒｏｍ Ｒａｄａｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ：Ａ Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｃｏｌｄ Ｔｒａｐ Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９９，２８４（５４２０）：１６５８－１６６０．

［２８］ ＨＥＮＳＬＥＹ Ｓ，ＧＵＲＲＯＬＡ Ｅ，ＨＡＲＣＫＥ Ｌ，ｅｔ ａｌ． ＬｕｎａｒＴｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｎｅｗ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｆｏｒ ｔｈｅ ＧＳＳＲ Ｒａｄａｒ［Ｃ］∥２０１０ ＩＥＥＥ Ｒａｄａｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ：ＩＥＥＥ，２０１０：４６４－４６９．

［２９］ ＰＥＴＴＥＮＧＩＬＬ Ｇ Ｈ，ＴＨＯＭＰＳＯＮ Ｔ Ｗ． Ａ Ｒａｄａｒ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅＬｕｎａｒ Ｃｒａｔｅｒ Ｔｙｃｈｏ ａｔ ３． ８ｃｍ ａｎｄ ７０ｃｍ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ［Ｊ］．Ｉｃａｒｕｓ，１９６８，８（１－３）：４５７－４７１．

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［３１］ ＺＩＳＫ Ｓ Ｈ． Ａ Ｎｅｗ，Ｅａｒｔｈｂａｓｅｄ Ｒａｄａｒ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｕｎａｒ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］． Ｔｈｅ Ｍｏｏｎ，１９７２，４：２９６－３０６．

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［３７］ ＣＵＯＭＯ Ｋ Ｍ，ＣＯＵＴＴＳ Ｓ Ｄ，ＭＣＨＡＲＧ Ｊ Ｃ，ｅｔ ａｌ． Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒ Ｎｅｘｔ ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＲａｄａｒ［Ｒ ／ ＯＬ］． （２００４－０７－３０）［２０２３－０７－１９］． ｈｔｔｐｓ：∥ｗｗｗ． ｌｌ． ｍｉｔ． ｅｄｕ ／ ｒｄ ／ ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／ ｗｉｄｅｂａｎｄａｐｅｒｔｕｒｅｃｏｈｅｒｅｎｃｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｒａｄａｒｎｅｘｇｅｎ．

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［５１］ 倪娜． 基于路徑跟蹤和雙波長干涉的相位解纏研究［Ｄ］． 合肥：安徽大學(xué)，２０１６．

作者簡介

王瑞剛 男，（１９９２—），博士，工程師。

（*通信作者）夏雙志 男，（１９８４—），博士，高級(jí)工程師。

金松坡 男，（１９８６—），博士，高級(jí)工程師。

蘇 彥 女，（１９７４—），博士，研究員。主要研究方向：雷達(dá)數(shù)據(jù)處理。

王紫婷 女，（１９９６—），碩士，助理工程師。