壁垒撞击坑是火星表面一种特殊类型的撞击坑，火星壁垒撞击坑具有流态化的溅射席，多数研究认为水参与了这种撞击坑的形成过程，但是壁垒撞击坑的具体形成过程以及对相关影响因素的分析大多处于定性的认识阶段。本研究拟借助高分辨率火星影像与地形数据对壁垒撞击坑形貌与分布特征进行研究，在此基础上利用数值模拟方法对壁垒撞击坑的成因机制进行深入分析，并利用高速撞击物理实验验证了壁垒撞击坑可能的形成条件。本文主要研究内容和成果如下:　　1.壁垒撞击坑的形貌特征和分布规律。综合多源遥感数据和国际上公开发表的火星撞击坑数据库等资料，在火星全球范围内识别提取壁垒撞击坑，建立火星壁垒撞击坑数据库;在此基础上，统计分析包括溅射席流动性、区域最小直径、叶状系数等壁垒撞击坑的特征参数及其在火星表面的分布规律。在火星全球范围识别提取了9，945个直径大于1.5 km的壁垒撞击坑，其中，单层溅射物撞击坑、双层溅射物撞击坑和多层溅射物撞击坑分别占总量的78.2％，11.7％和10.1％;壁垒撞击坑的溅射席流动性具有明显的纬度相关性，高纬度地区对应更大的溅射席流动性;较大尺寸的壁垒撞击坑对应更大的溅射席叶状系数;壁垒撞击坑起始直径的纬度相关性显著，高纬度地区对应较小的起始直径。　　2.壁垒撞击坑的数值模拟。对壁垒撞击坑的形成过程进行数值模拟，建立撞击过程中物质的力学模型和状态方程，对整个撞击过程进行数值模拟，然后根据遥感观测结果对数值模拟结果进行验证，并开展多组对照实验模拟不同条件下壁垒撞击坑的形成过程。数值模拟实验表明，地下冰层的存在影响了撞击坑的形态和溅射物的分布，地下冰量厚度、深度的变化与溅射席水量呈非线性关系。　　3.壁垒撞击坑的物理实验及形成机制分析。根据遥感观测与数值模拟的结果开展高速撞击物理实验，验证了液态水的存在是形成壁垒撞击坑的必要条件;根据壁垒撞击坑的遥感观测和数值模拟结果，初步限定了小尺寸壁垒撞击坑形成的边界条件;结合物理实验结果，对壁垒撞击坑的成因机制进行了综合分析。