SHARAD和RoPeR的火星乌托邦平原南部介电常数反演研究

来源：雷达科学与技术杂志2025年第5期北京时间：

作者：段迪文，孟旭，刘海，李鉴辉，刘超，王向宇

单位：广州大学土木与交通工程学院， 广东广州 510006

摘要：雷达是探测火星次表层结构和属性的重要手段。火星勘测轨道飞行器（Mars Reconnaissance Orbiter，MRO）搭载的SHARAD（Shallow Radar）在过去的近20年间已基本实现了对整个火星的环绕探测，为探索火星提供了大量宝贵数据。然而，当前针对SHARAD数据的反演和解释研究主要针对其中包含次表层反射的部分，占比最多的表面反射数据没有得到充分利用。2021年，美国“毅力号”火星车和我国“祝融号”火星车先后成功着陆在Jezero撞击坑和乌托邦（Utopia）平原南部。两者均搭载了探地雷达设备并采集了大量数据，为SHARAD表面反射数据的标定提供了关键依据。本文首先对SHARAD数据进行处理，剔除电离层、卫星姿态和地面粗糙度的影响。然后对“祝融号”上搭载的火星次表层探测雷达（Mars Rover Penetrating Radar，RoPeR）低频通道雷达数据进行处理和反演，用于标定SHARAD数据的表面反射功率。最后，基于SHARAD表面反射功率反演了火星乌托邦平原南部的介电常数分布图。结果表明乌托邦平原南部表面物质的相对介电常数较为均匀（3.5~4.5），但其南部高地的介电常数值略高于北部低地。本研究提出了一种联合SHARAD和RoPeR的数据处理与反演方法，有助于提高火星雷达大范围数据处理和解释能力，深化火星表面性质和演化历史的认识。

关键词：火星,SHARAD雷达,火星次表层探测雷达,反演,介电常数,

基金资助：国家自然科学基金（No.52179126， 52379099）； 广东省基础与应用基础研究基金项目（No.2024A1515010934）