星载微波成像仪无线电频率干扰软件识别算法综述

气象卫星仪器使用的光谱中只有微波观测可以部分穿过云区,常被用来反演地表温度、海表温度等重要的地表参数.近年来随着地面通信等主动微波技术的发展和商业服务中对微波波段的使用日益增多,被动接收来自地球-大气系统辐射的星载微波仪器观测越来越受到主动微波发射的影响,尤其是在低频波段遥感探测量中增加了不可预测的噪声,造成观测亮度温度相比视场内来自自然大气和地表发射、散射辐射而言异常偏大,进而使反演的地表参数和资料同化的分析场具有较大偏差.卫星微波接收的来自地气系统的被动热辐射与主动传感器发射的信号相混合,被称为无线电频率干扰（radio-frequency interference,RFI）;星载微波辐射计接收的辐射测量受地表反射的静止电视或通信卫星下行信号干扰,称之为电视频率干扰（TV frequency interference,TFI）.如果不正确识别和去除污染资料,将大大降低星载被动微波仪器的科学价值.本文总结了谱差法、主成分分析法、平均值标准差法、模拟差法等几种常用的RFI软件识别算法,以及谱差比值法、SE法等几种较新的识别算法,并对各种算法的适用范围及优缺点进行了评述.同时详细介绍了源自反射的静止电视或通信卫星下行信号对星载微波观测造成污染的特征及识别、订正方法.     

一种L波段相控阵微波辐射计射频干扰检测算法

目前,微波辐射计均面临严重的射频干扰(RFI)问题,尤其在低频段。针对一种用于获取海洋盐度和土壤湿度的L波段相控阵微波辐射计,该文提出一种射频干扰检测算法。首先,简单介绍了该L波段相控阵微波辐射计系统;随后,详细介绍该射频干扰算法,其主要包括RFI初标识、RFI滑动窗口1次标识、RFI滑动窗口2次标识和RFI扩展标识等4个步骤;最后,采用该算法对L波段相控阵微波辐射计的实验数据进行处理。实验结果均表明:该算法能够较好地检测出射频干扰异常数据,检测性能较好。     

地基多通道微波辐射计在大气遥感中的应用

地基多通道微波辐射计可实时探测大气微波辐射亮温并反演出大气温度、水汽密度、相对湿度和液态水廓线等。本文主要介绍了自主研制的地基多通道微波辐射计以及数据反演方法,同时将微波辐射计反演的大气参数与探空资料对比分析了反演精度,结果表明微波辐射计观测反演大气温度、湿度和液态水廓线具有很好的精度。同时辐射计可实时精确的探测反演大气边界层逆温,能够很好的探测到地表辐射逆温的强度和逆温厚度,这对研究大气边界层有着重要作用。     

基于地基微波辐射计的大气参数廓线遥感探测

介绍了实时连续遥感探测大气温度廓线、湿度廓线和液态水含量廓线的地基微波辐射计。通过无线电气球探空测量的温度、湿度廓线、太阳辐射计测量的晴天水汽总量与微波辐射计探测结果的对比,证明该微波辐射计可以可靠地探测大气温度、湿度和水汽总量。通过对两个典型天气事件微波辐射计的观测数据分析表明：微波辐射计还可以监测云和天气变化的过程信息。     

遥感、遥测、遥控

TP73 00031569新型的x波段散射计辐射计组合系统/姚传亮,金平秋,赵银龙,方振和,张南雄,章俊(上海大学)汀电子科学学刊.一2000,22(1)一137一143为进行同时同地相继连续的多极化后向散射和热辐射的主被动遥感的组合测量,文中介绍了一种新型X波段散射计辐射计组合系统.该系统工作制式采用双参考数字解调辐射计与噪声散射计组合.散射系数a“的测量不同于传统的调频连续波体制和脉冲体制,发射信号是由固态噪声源发出的微波热噪声信号,用辐射计接收机测量目标回波信号大小因此,该系统比连续波体制有更宽的频谱,而且与辐射计测量的频谱一致.测出…     

基于微波高光谱技术的数据仿真及参数反演研究

发展高光谱微波辐射计对于提升大气参数反演精度具有重要意义。利用微波辐射传输模型mpm93以及BP 神经网络方法分别构建正演上行辐射亮温和反演大气温度廓线的模型,并研究了晴空条件下高光谱微波辐射计反演大气温度廓线的精度。54～58 GHz、64～68 GHz 在氧气吸收波段选取80 个通道作为高光谱通道,基于2015 年5～12 月昆明的探空资料进行正、反演仿真实验。选取微波成像仪/ 探测仪(SSMIS)的9 个温度探测通道进行对比实验,评估分析反演效果。实验结果表明:在大气3～10 km 高度范围内,高光谱通道的反演精度较SSMIS 提高了0.3 ～0.6 K;在0～3 km 高度范围内,反演精度提高了1 K。     

高(主)波束效率毫米波天线

本文介绍一种用于机载微波遥感的8毫米波段的微波辐射计天线。它是一种高波束效率的低噪声天线。微波辐射计实际上是一台高灵敏度的低噪声接收机,它从接收的非相干(似噪声)的电磁辐射中得出有用的信息。无论什么辐射源,辐射信号的性质都是由物体的物理特性——特别是温度和吸收性质,及由此引起的宽带辐射能谱之间的关系决定的。微波辐射计需要通过天线接收微弱的电磁辐射来判别物体的物理特性。天线则是微波辐射计的     

星载微波辐射计定标及误差分析

微波辐射计是气象卫星对地观测微波遥感重要仪器之一,通过接收被观测场景辐射的微波能量来探测目标的特性.而微波辐射定标是微波遥感探测资料定量化应用的基础.以目前气象卫星的微波辐射计以此为例,对微波辐射计的定标方法进行了概述,并对微波辐射计的定标误差进行了分析和估算.     

CGLS 算法在综合孔径微波辐射计中的应用

高效的反演成像算法是综合孔径微波辐射计的关键技术之一。由于综合孔径微波辐射计反演成像在数学上是病态的反问题,所以需要进行正则化处理以克服其病态特性而获得稳定的解。与直接正则化方法相比,共轭梯度最小二乘(Conjugate Gradients Least Squares, CGLS)迭代法具有无须明确正则化参数、无须对传递矩阵求逆等优点。提出将共轭梯度最小二乘法应用于综合孔径辐射计成像中,并基于全极化干涉式微波辐射计(Full Polarization Interferometric Radiometer, FPIR)系统,比较了其与经典的最小范数正则化的性能。仿真结果表明:与最小范数正则化相比,CGLS 正则化算法能有效降低FPIR 系统图像反演误差,以获取高精确度的观测场景的亮温分布满足FPIR 系统探测海面风场、海表面盐度和土壤湿度等应用需求。     

综合孔径辐射计空中隐身目标探测性能分析

微波辐射信号是"似噪"的随机信号,综合孔径辐射计反演图像具有随机特性。建立了综合孔径辐射计反演图像的统计分布模型,提出了基于综合孔径辐射计反演图像的目标检测概率计算方法,给出了综合孔径辐射计的最大探测距离方程。并以100单元T型天线阵列为例,分析了综合孔径辐射计用于空中隐身目标探测的性能,通过仿真进行了实验验证。论文研究结果将为综合孔径辐射计技术在隐身目标探测中的应用提供理论依据。     

海洋遥感综合孔径微波辐射计系统误差的降低

被动微波遥感是海洋遥感的一项重要手段,可以测量一些重要的海洋参数,如海表面盐度、海表面风矢量等。综合孔径微波辐射计是目前被动微波遥感领域的一个研究热点。然而,由于综合孔径辐射计在空间频率上只能覆盖有限的带宽,无法获取观测目标的高频分量,所以即使不存在G矩阵误差和辐射噪声情况下,依然存在固有的系统误差。针对固有的系统误差,提出了一种系统误差降低方法应用于FPIR 系统中。仿真结果表明:该方法能够有效降低FPIR 系统误差,获取高精确度的亮温数据以满足测量海表面盐度和海表面风矢量等应用需求。     

Galactic noise and passive microwave remote sensing from space at L-band

The spectral window at L-band (1.413 GHz) is important for passive remote sensing of soil moisture and ocean salinity from space, parameters that are needed to understand the hydrological cycle and ocean circulation. At this frequency, radiation from celestial (mostly Galactic) sources is strong and, unlike the constant cosmic background, this radiation is spatially variable. This paper presents a modern radiometric map of the celestial sky at L-band and a solution for the problem of determining what portion of the sky is seen by a down-looking radiometer in orbit. The data for the radiometric map are derived from recent radio astronomy surveys and are presented as equivalent brightness temperature suitable for remote sensing applications. Examples using orbits and antennas representative of those contemplated for remote sensing of soil moisture and sea surface salinity from space are presented to illustrate the signal levels to be expected. Near the Galactic plane, the contribution can exceed several kelvin.     

Utilization of Active Microwave Roughness Measurements to Improve Passive Microwave Soil Moisture Estimates Over Bare Soils

Investigators have researched operational microwave techniques for the remote estimation of soil moisture for sometime now. Both active and passive microwave sensors respond to variations in soil moisture, but also respond to vegetation and roughness parameters. This has led to research in multisensor techniques which account for the interference. Previously, techniques have been developed which used visible and infrared bands (similar to Landsat) to compensate for the vegetation masking on the L-band passive radiometer's response to soil moisture. In contrast, this study compensates for the surface roughness effect by using microwave scatterometer data on the same L-band radiometer. It was found that the L-band radiometer's capability to estimate soil moisture over bare fields was significantly improved when surface roughness was accounted for with scatterometers.     

遥感微波辐射计逆向辐射噪声对天线温度标定的影响

本文分析了遥感微波辐射计的逆向辐射噪声温度和口面定标源的亮度温度，建立了口面定标源的亮度温度模型。深入分析用口面定标方法反演微波辐射计的天线温度时过向辐射噪声对天线温度标定的影响。     

Comparison of Model Prediction With Measurements of Galactic Background Noise at L-Band

The spectral window at L-band (1.413 GHz) is important for passive remote sensing of surface parameters such as soil moisture and sea surface salinity that are needed to understand the hydrological cycle and ocean circulation. Radiation from celestial sources (mostly galactic) is strong in this window, and an accurate accounting of this background radiation is often needed for calibration. This paper presents a comparison of the background radiation predicted by a model developed from modern radio astronomy measurements with measurements made with several modern L-band remote sensing radiometers. The comparison validates the model and illustrates the magnitude of the correction necessary in remote sensing applications.     

空中目标无源探测方法研究

微波辐射计是一种无源遥感设备。文中提出了微波辐射计去探测和识别空中目标的方法。此方法具有：（1）本身不发射电磁波信号，具有隐蔽性；（2）不受到其他电磁信号直接干扰，并可以全天侯工作；（3）功率损耗和整机体积比一般雷达大大减小。     

实时定标微波辐射计

本文提出了一种新形式的微波辐射计,即实时定标微波辐射计。这种体制的微波辐射计具有的特点是:不受增益波动的影响,不受本机噪声变化的影响,能够提供连续的定标,动态范围宽等。制作了一台C波段实时定标微波辐射计,积分时间为0.2s,灵敏度为0.2K,线性度为0.9990,适应于地面、机载和星载微波遥感。