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祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度
1
作者
张领
方向恺
韩硕
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第18期2674-2681,共8页
2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星...
2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度,将不仅帮助分析次表层探测雷达数据的有效性,而且还能表征近表层物质对电磁波的散射和吸收特征.本文首先基于祝融号火星车次表层探测雷达的探测参数,建立了有效探测深度与介电常数和损耗率的关系模型;其次,根据实测次表层探测雷达数据的相似性,确定有效信号深度;最后,通过祝融号火星车雷达的两个通道实际数据的能量衰减特性,计算出不同深度的损耗角正切值,与探测深度模型和有效信号深度进行匹配.祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度研究,将帮助分析火星近表层物质成分,为我国深空探测助力.
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关键词
祝融号火星车
次
表层
探测
雷达
有效
探测
深度
损耗角正切值
原文传递
火星环绕器次表层探测雷达发展综述
被引量：
5
2
作者
张洪波
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2016年第6期57-61,67,共6页
火星环绕器次表层探测雷达能够实现环火轨道火星次表层结构高分辨探测,为深入研究火星地质结构提供科学数据。针对目标介质分层的探测问题,进行了火星环绕器次表层探测雷达发展综述。详细介绍了火星环绕器次表层探测雷达的发展现状、探...
火星环绕器次表层探测雷达能够实现环火轨道火星次表层结构高分辨探测,为深入研究火星地质结构提供科学数据。针对目标介质分层的探测问题,进行了火星环绕器次表层探测雷达发展综述。详细介绍了火星环绕器次表层探测雷达的发展现状、探测原理、指标计算方法及关键技术,并对火星环绕器次表层探测雷达的发展趋势进行了展望。
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关键词
火星环绕器
次
表层
探测
雷达
发展趋势
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职称材料
基于次表层雷达技术的小天体结构层析成像
被引量：
1
3
作者
王玉军
刘涛
+4 位作者
宋晓骥
黄春琳
郑适
何志华
刘瑞冬
《雷达科学与技术》
北大核心
2023年第2期184-188,198,共6页
小天体内部结构探测是深空探测的重要课题,利用次表层探测雷达技术可以实现小天体浅表层探测和全球内部结构探测。本文面向轨道器环绕小行星进行次表层雷达穿透成像探测的场景,提出一种次表层雷达环绕扫描层析成像方法,针对洋葱状分层...
小天体内部结构探测是深空探测的重要课题,利用次表层探测雷达技术可以实现小天体浅表层探测和全球内部结构探测。本文面向轨道器环绕小行星进行次表层雷达穿透成像探测的场景,提出一种次表层雷达环绕扫描层析成像方法,针对洋葱状分层结构小天体模型,通过对不同地质层面结构交界的反射波进行滤波反投影重建,实现了对小天体内部结构的成像。文章基于时域有限差分方法的数值仿真和微波暗室测量数据进行了实验,验证了反射式层析方法的有效性。
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关键词
次
表层
探测
雷达
小天体
层析成像
暗室实验
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职称材料
火星次表层探测雷达展开机构设计与试验
4
作者
黎彪
张从发
+2 位作者
盛聪
樊俊峰
刘冬
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2023年第5期87-93,共7页
利用卷筒式伸杆机构展开后为金属薄带螺旋层叠式构型可作为天线的特性,提出了“类偶极子”的布局方案,使用两套卷筒式伸杆机构向反方向展开形成探测基线,解决了火星探测任务中次表层探测雷达天线展开长度需求大和收拢包络有限的矛盾。...
利用卷筒式伸杆机构展开后为金属薄带螺旋层叠式构型可作为天线的特性,提出了“类偶极子”的布局方案,使用两套卷筒式伸杆机构向反方向展开形成探测基线,解决了火星探测任务中次表层探测雷达天线展开长度需求大和收拢包络有限的矛盾。与其他次表层雷达天线展开机构进行了对比,指出“天问一号”的展开机构具有最小的收纳体积,最大的展收比,最适合需要安装多套载荷的应用场合。对卷筒式伸杆机构的组成及工作原理进行了阐述,给出了次表层探测雷达展开机构机械性能与其核心部件弹性卷筒构型参数间的关系,获得了弹性卷筒驱动力和基频的计算公式。分析结果表明:卷筒式伸杆机构展开状态基频由弹性卷筒的带宽、壁厚以及展开后的根部半径和末端半径决定;驱动力与带材的弹性模量、带宽成正比,与带厚的三次方成正比,其中带厚对驱动力的影响最大。对卷筒式伸杆机构的基频和驱动力进行了测试,试验结果与分析结果吻合良好。
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关键词
次
表层
探测
雷达
弹性卷筒
基频
驱动力
构型参数
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职称材料
次表层探测雷达数据量化编码新算法研究
被引量：
3
5
作者
李朋
刘小军
方广有
《电子测量技术》
2018年第13期94-99,共6页
提出了一种基于差分编码和分块自适应量化结合的次表层探测雷达数据压缩算法。次表层探测雷达原始数据具有较好的连续性和相关性,利用差分编码技术将相邻次表层雷达数据进行差分,然后根据差值数据近似服从高斯分布的统计特性,对差值数...
提出了一种基于差分编码和分块自适应量化结合的次表层探测雷达数据压缩算法。次表层探测雷达原始数据具有较好的连续性和相关性,利用差分编码技术将相邻次表层雷达数据进行差分,然后根据差值数据近似服从高斯分布的统计特性,对差值数据进行分块自适应量化,最后对量化数据进行Huffman编码,从而大幅提高压缩性能。真实的次表层探测雷达数据压缩实验结果表明：本文算法在计算复杂度远低于现有改进的分块自适应量化算法前提下,压缩性能指标提升显著。
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关键词
次
表层
探测
雷达
差分编码
分块自适应量化
HUFFMAN编码
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职称材料
基于帧间差分的次表层探测雷达数据压缩
被引量：
3
6
作者
李朋
刘小军
方广有
《雷达科学与技术》
北大核心
2018年第5期471-476,共6页
针对深空次表层探测雷达相邻帧道数据相似的特性,提出了一种对相邻帧道差值数据进行分块自适应量化的算法——帧间差分分块自适应量化(Frame Difference Block Adaptive Quantization,FDBAQ)。该算法首先对数据进行分块,然后进行帧间差...
针对深空次表层探测雷达相邻帧道数据相似的特性,提出了一种对相邻帧道差值数据进行分块自适应量化的算法——帧间差分分块自适应量化(Frame Difference Block Adaptive Quantization,FDBAQ)。该算法首先对数据进行分块,然后进行帧间差分,并对差值数据或原始数据进行Lloyd-Max量化,最后用量化后的数据进行重构。在选择对差值数据或原始数据进行量化时,提出用数据方差作为量化误差的衡量指标,当子块差值数据方差小于原始数据方差时,对差值数据进行量化来替代对原始数据量化,否则直接量化原始数据,从而大幅减小量化误差。将该方法与已有改进型BAQ算法比较,实验结果表明,在相同压缩比条件下,FD-BAQ算法在数据域和图像域均能取得更好的压缩效果。
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关键词
次
表层
探测
雷达
帧间差分
分块自适应量化
量化误差
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职称材料
环绕器次表层探测雷达实时处理技术
被引量：
2
7
作者
范明意
吕鹏
《深空探测学报》
2018年第5期478-482,共5页
环绕器次表层探测雷达能够在环绕轨道实现行星次表层结构高分辨探测,为深入研究行星地质结构提供科学数据,由于深空探测距离地球距离非常遥远,与地球之间的数据传输率很受限制,雷达探测得到的大量原始数据无法通过数据链路传回地球,通...
环绕器次表层探测雷达能够在环绕轨道实现行星次表层结构高分辨探测,为深入研究行星地质结构提供科学数据,由于深空探测距离地球距离非常遥远,与地球之间的数据传输率很受限制,雷达探测得到的大量原始数据无法通过数据链路传回地球,通过星上实时处理对探测数据进行变换,只回传数据量小得多的处理结果具有非常重要的意义。本文对环绕器次表层探测雷达采用的后向投影算法的实时处理技术进行了详细的分析,给出了工程实现方法。
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关键词
行星
次
表层
探测
雷达
实时处理
后向投影
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职称材料
火星轨道器次表层探测雷达的水冰探测
8
作者
熊思婷
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2823-2842,共20页
在地球上,水是生命存在的基础之一。大量证据表明火星表面曾经存在液态水,而目前的火星表面环境不支持液态水的长期存在。因此,水可能以不同的状态赋存于火星的次表层。寻找火星次表层的水一直是火星探测的关键科学目标之一。次表层探...
在地球上,水是生命存在的基础之一。大量证据表明火星表面曾经存在液态水,而目前的火星表面环境不支持液态水的长期存在。因此,水可能以不同的状态赋存于火星的次表层。寻找火星次表层的水一直是火星探测的关键科学目标之一。次表层探测雷达,如探地雷达、探冰雷达,是了解地下物质结构的有效方法,近年来在地外天体上得到大量应用。在过去十余年,欧洲的火星快车(Mars Express)上搭载的火星次表层和电离层探测先进雷达(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding, MARSIS)和美国火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)上搭载的浅表层雷达(Shallow Subsurface Radar, SHARAD)已在火星轨道上获取了大量数据,被广泛应用于研究火星的地下结构,尤其是地下水冰探测。我国的天问一号火星探测器也携带了高低频轨道探测雷达和高低频火星车探地雷达,有望在不同的顺轨向、交轨向和距离向分辨率上揭示火星次表层不同深部的结构。本文综述了轨道器次表层探测雷达的探测原理和优势,简要介绍了雷达数据的处理和解译方法,重点总结了MARSIS和SHARAD近年来对火星水冰探测的最新进展,最后对天问一号环绕器雷达及其水冰探测作简要展望。
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关键词
火星
水冰
次
表层
探测
雷达
天问一号
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职称材料
题名
祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度
1
作者
张领
方向恺
韩硕
机构
中山大学地球科学与工程学院
出处
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第18期2674-2681,共8页
基金
国家自然科学基金(42104141)
中山大学中央高校基本科研业务费专项资金(23qnpy18)资助。
文摘
2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度,将不仅帮助分析次表层探测雷达数据的有效性,而且还能表征近表层物质对电磁波的散射和吸收特征.本文首先基于祝融号火星车次表层探测雷达的探测参数,建立了有效探测深度与介电常数和损耗率的关系模型;其次,根据实测次表层探测雷达数据的相似性,确定有效信号深度;最后,通过祝融号火星车雷达的两个通道实际数据的能量衰减特性,计算出不同深度的损耗角正切值,与探测深度模型和有效信号深度进行匹配.祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度研究,将帮助分析火星近表层物质成分,为我国深空探测助力.
关键词
祝融号火星车
次
表层
探测
雷达
有效
探测
深度
损耗角正切值
Keywords
Zhurong rover
rover penetrating radar
effective depth of detection
loss tangent
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
火星环绕器次表层探测雷达发展综述
被引量：
5
2
作者
张洪波
机构
海军航空工程应用所
出处
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2016年第6期57-61,67,共6页
文摘
火星环绕器次表层探测雷达能够实现环火轨道火星次表层结构高分辨探测,为深入研究火星地质结构提供科学数据。针对目标介质分层的探测问题,进行了火星环绕器次表层探测雷达发展综述。详细介绍了火星环绕器次表层探测雷达的发展现状、探测原理、指标计算方法及关键技术,并对火星环绕器次表层探测雷达的发展趋势进行了展望。
关键词
火星环绕器
次
表层
探测
雷达
发展趋势
Keywords
Mars orbiter
subsurface sounding radar
developing trend
分类号
TN955 [电子电信—信号与信息处理]
TP391.9 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
基于次表层雷达技术的小天体结构层析成像
被引量：
1
3
作者
王玉军
刘涛
宋晓骥
黄春琳
郑适
何志华
刘瑞冬
机构
国防科技大学电子科学学院
中国空间技术研究院西安分院
出处
《雷达科学与技术》
北大核心
2023年第2期184-188,198,共6页
基金
国家自然科学基金(No.61901501,62001488)。
文摘
小天体内部结构探测是深空探测的重要课题,利用次表层探测雷达技术可以实现小天体浅表层探测和全球内部结构探测。本文面向轨道器环绕小行星进行次表层雷达穿透成像探测的场景,提出一种次表层雷达环绕扫描层析成像方法,针对洋葱状分层结构小天体模型,通过对不同地质层面结构交界的反射波进行滤波反投影重建,实现了对小天体内部结构的成像。文章基于时域有限差分方法的数值仿真和微波暗室测量数据进行了实验,验证了反射式层析方法的有效性。
关键词
次
表层
探测
雷达
小天体
层析成像
暗室实验
Keywords
subsurface penetrating radar
asteroid
tomography
microwave anechoic chamber experiment
分类号
TN958 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
火星次表层探测雷达展开机构设计与试验
4
作者
黎彪
张从发
盛聪
樊俊峰
刘冬
机构
北京空间飞行器总体设计部
出处
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2023年第5期87-93,共7页
基金
十三五民用航天技术预先研究项目(D010102)。
文摘
利用卷筒式伸杆机构展开后为金属薄带螺旋层叠式构型可作为天线的特性,提出了“类偶极子”的布局方案,使用两套卷筒式伸杆机构向反方向展开形成探测基线,解决了火星探测任务中次表层探测雷达天线展开长度需求大和收拢包络有限的矛盾。与其他次表层雷达天线展开机构进行了对比,指出“天问一号”的展开机构具有最小的收纳体积,最大的展收比,最适合需要安装多套载荷的应用场合。对卷筒式伸杆机构的组成及工作原理进行了阐述,给出了次表层探测雷达展开机构机械性能与其核心部件弹性卷筒构型参数间的关系,获得了弹性卷筒驱动力和基频的计算公式。分析结果表明:卷筒式伸杆机构展开状态基频由弹性卷筒的带宽、壁厚以及展开后的根部半径和末端半径决定;驱动力与带材的弹性模量、带宽成正比,与带厚的三次方成正比,其中带厚对驱动力的影响最大。对卷筒式伸杆机构的基频和驱动力进行了测试,试验结果与分析结果吻合良好。
关键词
次
表层
探测
雷达
弹性卷筒
基频
驱动力
构型参数
Keywords
subsurface sounding radar
STACER
first frequency
deployment force
configuration parameters
分类号
V447.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
次表层探测雷达数据量化编码新算法研究
被引量：
3
5
作者
李朋
刘小军
方广有
机构
中国科学院电磁辐射与探测技术重点实验室
中国科学院电子学研究所
中国科学院大学
出处
《电子测量技术》
2018年第13期94-99,共6页
基金
国家自然科学基金(U1531141)项目资助
文摘
提出了一种基于差分编码和分块自适应量化结合的次表层探测雷达数据压缩算法。次表层探测雷达原始数据具有较好的连续性和相关性,利用差分编码技术将相邻次表层雷达数据进行差分,然后根据差值数据近似服从高斯分布的统计特性,对差值数据进行分块自适应量化,最后对量化数据进行Huffman编码,从而大幅提高压缩性能。真实的次表层探测雷达数据压缩实验结果表明：本文算法在计算复杂度远低于现有改进的分块自适应量化算法前提下,压缩性能指标提升显著。
关键词
次
表层
探测
雷达
差分编码
分块自适应量化
HUFFMAN编码
Keywords
subsurface sounding radar
differential encoding
block adaptive quantization
Huffman coding
分类号
TN957 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
基于帧间差分的次表层探测雷达数据压缩
被引量：
3
6
作者
李朋
刘小军
方广有
机构
中国科学院电磁辐射与探测技术重点实验室
中国科学院电子学研究所
中国科学院大学
出处
《雷达科学与技术》
北大核心
2018年第5期471-476,共6页
基金
国家自然科学基金(No.U1531141)
文摘
针对深空次表层探测雷达相邻帧道数据相似的特性,提出了一种对相邻帧道差值数据进行分块自适应量化的算法——帧间差分分块自适应量化(Frame Difference Block Adaptive Quantization,FDBAQ)。该算法首先对数据进行分块,然后进行帧间差分,并对差值数据或原始数据进行Lloyd-Max量化,最后用量化后的数据进行重构。在选择对差值数据或原始数据进行量化时,提出用数据方差作为量化误差的衡量指标,当子块差值数据方差小于原始数据方差时,对差值数据进行量化来替代对原始数据量化,否则直接量化原始数据,从而大幅减小量化误差。将该方法与已有改进型BAQ算法比较,实验结果表明,在相同压缩比条件下,FD-BAQ算法在数据域和图像域均能取得更好的压缩效果。
关键词
次
表层
探测
雷达
帧间差分
分块自适应量化
量化误差
Keywords
subsurface sounding radar
frame difference
block adaptive quantization
quantization error
分类号
TN957.52 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
环绕器次表层探测雷达实时处理技术
被引量：
2
7
作者
范明意
吕鹏
机构
中国电子科技集团公司第三十八研究所
出处
《深空探测学报》
2018年第5期478-482,共5页
文摘
环绕器次表层探测雷达能够在环绕轨道实现行星次表层结构高分辨探测,为深入研究行星地质结构提供科学数据,由于深空探测距离地球距离非常遥远,与地球之间的数据传输率很受限制,雷达探测得到的大量原始数据无法通过数据链路传回地球,通过星上实时处理对探测数据进行变换,只回传数据量小得多的处理结果具有非常重要的意义。本文对环绕器次表层探测雷达采用的后向投影算法的实时处理技术进行了详细的分析,给出了工程实现方法。
关键词
行星
次
表层
探测
雷达
实时处理
后向投影
Keywords
planet
subsurface sounding radar
real-time processing
backproject
分类号
V217 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
火星轨道器次表层探测雷达的水冰探测
8
作者
熊思婷
机构
深圳大学土木与交通工程学院
出处
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期2823-2842,共20页
基金
中国博士后基金面上项目(编号2019M663073)
深圳市科技创新委员会面上项目(编号JCYJ20190808120005713)联合资助的成果。
文摘
在地球上,水是生命存在的基础之一。大量证据表明火星表面曾经存在液态水,而目前的火星表面环境不支持液态水的长期存在。因此,水可能以不同的状态赋存于火星的次表层。寻找火星次表层的水一直是火星探测的关键科学目标之一。次表层探测雷达,如探地雷达、探冰雷达,是了解地下物质结构的有效方法,近年来在地外天体上得到大量应用。在过去十余年,欧洲的火星快车(Mars Express)上搭载的火星次表层和电离层探测先进雷达(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding, MARSIS)和美国火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)上搭载的浅表层雷达(Shallow Subsurface Radar, SHARAD)已在火星轨道上获取了大量数据,被广泛应用于研究火星的地下结构,尤其是地下水冰探测。我国的天问一号火星探测器也携带了高低频轨道探测雷达和高低频火星车探地雷达,有望在不同的顺轨向、交轨向和距离向分辨率上揭示火星次表层不同深部的结构。本文综述了轨道器次表层探测雷达的探测原理和优势,简要介绍了雷达数据的处理和解译方法,重点总结了MARSIS和SHARAD近年来对火星水冰探测的最新进展,最后对天问一号环绕器雷达及其水冰探测作简要展望。
关键词
火星
水冰
次
表层
探测
雷达
天问一号
Keywords
Mars
water ice
subsurface sounding radar
Tianwen-1 mission
分类号
P185.3 [天文地球—天文学]
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度
张领
方向恺
韩硕
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
2
火星环绕器次表层探测雷达发展综述
张洪波
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2016
5
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职称材料
3
基于次表层雷达技术的小天体结构层析成像
王玉军
刘涛
宋晓骥
黄春琳
郑适
何志华
刘瑞冬
《雷达科学与技术》
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
4
火星次表层探测雷达展开机构设计与试验
黎彪
张从发
盛聪
樊俊峰
刘冬
《中国空间科学技术》
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
5
次表层探测雷达数据量化编码新算法研究
李朋
刘小军
方广有
《电子测量技术》
2018
3
下载PDF
职称材料
6
基于帧间差分的次表层探测雷达数据压缩
李朋
刘小军
方广有
《雷达科学与技术》
北大核心
2018
3
下载PDF
职称材料
7
环绕器次表层探测雷达实时处理技术
范明意
吕鹏
《深空探测学报》
2018
2
下载PDF
职称材料
8
火星轨道器次表层探测雷达的水冰探测
熊思婷
《地质学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
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职称材料
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