行星探测技术与方法  070402M05005H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:苏彦,左维,刘建军
授课时间: 星期二,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼134
授课周次: 1、2、3、4、5、7、8、9、11、12、13、14、15、16
课程编号: 070402M05005H 课时: 42 学分: 2.00
课程属性: 专业普及课 主讲教师:苏彦,左维,刘建军 助教:戴舜
英文名称: Planetary Exploration Technologies and Methods 召集人:

教学目的、要求

为天文技术与方法、天体物理、微波通信和计算机等专业的研究生系统了解行星探测的主要技术手段、微波探测和光学探测技术实现和数据解译、科学数据国际化管理,掌握该学科的基本研究方法、了解学科前沿动态,并为从事相关行星科学研究提供工程和理论基础。

预修课程

图像处理、微波通信、计算机应用基础

教 材

自编教材

主要内容

课程介绍:随着国际上深空探测计划的相继实施,行星科学和行星探测已经成为国际天文学前沿研究领域。本课程系统性地介绍行星探测的工程化实现和数据处理解译及管理服务技术,包括行星探测发展、行星主动式雷达和被动式微波探测技术、行星光学探测技术、数据管理服务技术、数据接收关键技术和地面应用系统等主要内容。它是行星科学和相关交叉学科的重要技术应用,也为国内行星科学这门新兴学科提供重要的工程与理论研究方法。 

本课程的授课内容由五部分组成:
第一部分 行星主动式雷达和被动式微波探测技术(计划9学时):苏彦主讲
第1讲 行星探测发展(3学时)
教学重点:行星探测重要意义和发展、行星探测方式和主要探测手段
教学难点:我国月球探测工程、我国火星探测工程
第2讲 行星主动式雷达和被动式微波探测数据获取技术(3学时)
教学重点:行星主动式雷达探测和被动式微波探测基本理论、地基雷达/星载雷达/就位雷达探测、微波探测仪探测和低频射电探测、在我国月球和火星探测工程的应用研究
教学难点:电磁波极化特性、亮温度、微波探测仪、次表层探测、月球背面低频射电探测
第3讲 雷达和微波探测数据处理技术(3学时)
教学重点:雷达数据仿真和分析、行星主动式雷达和被动式微波探测数据处理的基本方法
教学难点:科学验证试验、卷积和反卷积、月球与火星次表层成像、低频射电去噪声处理
第二部分 行星光学探测技术(计划9学时):刘建军主讲
第4讲 行星可见光探测数据获取技术(3学时)
教学重点:行星可见光探测的基本理论、行星可见光探测成像技术系统、行星光学图像特点及其参数测量
教学难点:行星光学图像特点及其参数测量
第5讲 行星多波段探测数据获取技术(3学时)
教学重点:行星多波段探测技术的发展、高光谱探测数据特点、高光谱探测数据表达、高光谱探测成像方式、月球和火星探测主要的成像光谱仪系统、月球光谱探测的谱段选择
教学难点:高光谱探测成像方式
第6讲 行星光学遥感图像处理技术(3学时)
教学重点:行星光学遥感图像处理流程与产品分级,辐射校正、几何校正、光度校正,影像增强、影像配准、影像镶嵌等图像处理方法,常见的行星光学遥感图像处理软件,利用我国嫦娥工程光学遥感图像进行处理软件操作的课堂实践
教学难点:行星光学遥感图像的各种处理方法
第三部分 月球与行星探测科学数据及其管理(计划15学时):左维主讲
第7讲 我国月球与行星探测的科学数据(3学时)
教学重点:	我国月球与行星探测工程任务介绍、我国月球探测工程取得的数据及其特点、我国行星探测数据标准体系、PDS行星数据系统、PDS数据的解读与应用
教学难点:	PDS数据的解读与应用
第8讲 我国月球与行星探测科学数据管理概述(3学时)
教学重点:	数据管理技术的发展趋势、我国月球与行星科学数据管理系统技术框架、月球与行星科学数据管理方法与技术(服务器虚拟化技术、数据存储技术、数据备份技术、数据管理方法与策略等)。
教学难点:	月球与行星科学数据管理方法与技术
第9讲 数据库技术与应用(3学时)
教学重点:	数据库技术的里程碑事件与发展趋势、数据库系统概述、数据模型、关系数据库、关系数据库标准语言SQL及其应用。
教学难点:	关系数据库标准语言SQL及其应用
第10讲 月球空间数据及地理信息基础(3学时)
教学重点:	月球空间参考系统、月球空间数据基本结构与特征、月球空间数据管理、月球空间数据可视化、我国月球制图及应用成果。
教学难点:	月球空间数据可视化
第11讲 月球与行星探测数据发布(3学时)
教学重点:	互联网技术发展简史、互联网基础技术介绍、互联网信息系统概述、WebGIS体系结构与关键技术、我国月球探测数据发布系统、数据发布系统设计与实战练习。
教学难点:	数据发布系统设计与实战练习
第四部分 深空探测数据接收和地面应用系统技术(计划6学时):苏彦主讲
第12讲 深空探测数据接收关键技术和地面应用系统(3学时)
教学重点:深空探测数据接收工作原理、地面接收站、我国深空探测地面应用系统组成和作用
教学难点:星地链路、调制体制、编码方式、系统噪声温度、 我国深空探测地面应用系统
第13讲 深空地面接收站参观及探测器下行信号信噪比监视处理(3学时)
教学手段与方法:课堂PPT讲授、软件操作课堂实践、深空地面接收站参观
教材:自编教材
考核方式:笔试(3学时,课堂开卷,由苏彦负责)

参考文献

(1)行星科学,焦维新,邹鸿编著,北京大学出版社2009出版
(2)卫星通信系统,蔡剑铭,吕海寰等编著,人民邮电出版社2003出版
(3)Ground Penetrating Radar:Theory and Application,Harry M.Jol,Elsevier Science,2009.中文译本:探地雷达理论与应用,雷文太等译,电子工业出版社2011出版
(4)现代遥感科学技术体系及其理论方法,阎守邕,刘亚岚,余涛等编著,电子工业出版社2013出版
(5)科学数据管理与共享的理论与实践,司莉,邢文明编著,武汉大学出版社2017年出版
 (6)WebGIS原理与实践,李治洪编著,高等教育出版社2011年出版