在基于μ子多重库仑散射的断层成像技术中，天然宇宙射线中不同动量的μ子在同一目标对象中的散射特性存在明显的差异，这在一定程度上影响了成像分辨率。为了减少或消除这种不利影响，建立了一套基于天然宇宙射线μ子动量谱的多群模型，并检验其用于铅板厚度测量及平板材料识别中的性能和特征。结果表明，采用基于μ子动量谱的多群模型能够实现1~16 cm 范围内铅板厚度的准确测量，相对误差小于5%。此外，该多群模型还可以通过计算辐射长度来识别未知平板的材料组成，尤其是对于高原子序数材料组成的平板，其辐射长度相对误差小于4%。