MODIS的HJ-1B红外通道星上定标系数交叉验证

HJ-1B卫星自发射以红外通道共进行了7次星上黑体定标,针对星上定标系数的验证工作开展较少,以MODIS第31、32通道为参考源,分别基于光谱响应差异和线性统计关系两种方法对HJ-1B红外通道星上定标系数进行验证.首先,计算两个传感器表观辐亮度的匹配关系,进而计算出HJ-1B红外通道的等效离表亮温,通过与HJ-1B红外通道基于星上定标系数反演得到的离表亮温进行比较,实现对星上定标系数的验证.通过半高宽法、矩方法和查找表法这三种不同的方法计算得到了2009年9月14日星上定标系数.结果表明:三种方法中,查找表法精度较高, 且HJ-1B查找表法星上定标系数反演亮温与基于光谱响应差异和线性统计关系计算的等效亮温偏差较小,分别为0.02 K和0.81 K.这两种交叉验证方法的精度均在1 K以内,证明了该方法的可行性,且基于光谱响应差异的验证方法精度更高.该研究为光学载荷在轨辐射定标的验证提供了理论基础.     

中巴地球资源卫星热红外通道的交叉辐射定标

以TERRA MOD IS传感器热红外31通道为参考标准,完成对CBERS-02 IRMSS传感器热红外通道的交叉辐射定标.在与MOD IS相应通道的交叉辐射定标中选取了2004年8月~12月间的7次双星同步观测青海湖和太湖的昼夜数据,通过两传感器相应通道间的光谱匹配,利用MOD IS数据推算IRMSS的入瞳辐亮度,再从IRMSS影像上提取对应的DN值.对交叉定标获取的数据,进行多点线性回归,获得定标系数:增益8.0567,单位:DN/(W/m2/sr1/μm1);截距47.892,单位:DN.并对定标数据进行了精度评价和检验,结果表明该方法所获取的定标系数精度与MOD IS定标数据相当,可以满足定量化应用的需要.     

FY-2B热红外通道星上实时绝对辐射定标

选取了2002年6月24日到8月30日00、06、12、18（世界时）的FY-2B卫星云图，获取这段时间青海湖晴空时的图像共34次，并获取其卫星计数值。利用青海湖自动浮标系统测得的水表温度和NCEP再分析资料的大气廓线,利用MODTRAN3.7计算大气层顶辐亮度和亮温，获得FY-2B热红外通道绝对辐射定标系数，从而计算等效黑体温度。同时获取对应时刻的星上黑体温度、计数值以及星上环境温度。据此建立等效黑体温度和星上黑体温度的转换关系，实现静止气象卫星热红外通道星上实时绝对辐射定标。     

基于历史数据的HJ-1B/IRS热红外通道定标与分析

为获取2013年HJ-1B/IRS热红外通道(B08)绝对辐射定标系数,以TERRA/MODIS为参考传感器,以青海湖为研究区域,采用双通道差分模型进行交叉定标。对比分析不同观测角度、成像时差对定标精度的影响,结果表明,参考传感器观测角度30以内、成像时差1 h左右交叉定标条件最佳,且回归拟合的定标系数精度最高。通过采用2013年10月26日宁德附近海域星地同步实验数据进行精度验证,结果表明,此定标系数得到的表观辐亮度误差在0.02 Wm-2m-1sr-1以内,表观亮温误差在0.15℃以内。同时,通过与历年辐射定标系数(2008~2012年)进行对比,所得定标系数精度分别提高98.50%、98.24%、90.21%、20.87%和98.31%。总之,此文定标系数精度较高、结果可靠,可应用于IRS B08通道。     

用HJ-1B卫星数据反演地表温度的修正单通道算法

目前用于地表温度反演的单通道算法主要针对窄视场传感器建立.HJ-1B卫星红外相机为宽视场传感器,其热红外通道(IRS4)观测天顶角可达±33°以上,在地表温度反演时必须剔除传感器观测角度的影响.以大气辐射传输模拟为基础,建立了基于传感器观测天顶角-大气函数系数的修正单通道算法.针对HJ-1B卫星与Terra卫星过境时间...     

基于光谱与几何匹配的GOCI与MODIS交叉辐射定标

海洋卫星COMs-1（Communication, Ocean &Meteorological Satellite-1）上携带的GOCI（Geostationary Ocean Color Imager）传感器以海洋监测为主,也具备较好的陆地监测潜力,但传感器陆地辐射特性存在偏差。为改善GOCI陆地辐射特性,基于MODIS数据,对GOCI可见光和近红外波段开展交叉辐射定标,弥补场地定标成本较高、定标参数更新周期长的不足,拓展其陆地定量遥感监测能力。交叉辐射定标中,考虑GOCI和MODIS传感器相应波段光谱响应函数之间的匹配; 通过辐射传输模拟,订正两传感器观测角度对辐射定标的影响;通过选取两传感器同一过境时刻的数据,降低太阳角度对辐射定标的影响,提高交叉定标精度。通过MODIS数据模拟的GOCI相应波段的表观辐亮度与GOCI实测结果比对,R2大于0.88。对定标结果进行初步验证,表明交叉辐射定标后,GOCI陆地上的辐射特性满足基本的定量遥感需求。     

GF5B热红外通道星上定标与验证

以GF5B卫星发射前实验室定标为基础,采用星上0级黑体定标数据,建立了适用于GF5B热红外通道的星上绝对辐射定标模型。通过对2022年01月12日星上黑体定标数据进行处理,获得成像仪热红外通道的绝对辐射定标系数。对星上定标系统精度进行分析,并采用地面同步烟台浮标数据对定标结果进行精度验证,结果表明,在轨后星上定标系统的绝对定标精度为0.9 K;星地验证结果显示B11和B12通道亮温的偏差分别为0.33、0.77 K。说明基于星上黑体的定标方法具有较好的精度,定标结果可靠,可满足遥感数据定量化应用的需要,为实时准确获取热红外通道定标系数提供了方法借鉴。     

基于MODIS红外通道的辐射传输计算

通过建立地气系统的红外辐射传输方程,基于MODIS红外通道进行辐射传输计算.利用快速精确的透过率模型PFAAST计算大气透过率,在红外辐射传输计算中考虑了地面反射大气辐射亮度的影响,指出地面反射大气辐射亮度在整个方程所占比重随着地表发射率变小而增加,其中MODIS第33通道对发射率的改变最为敏感,美国标准大气下,当发射率ε=0.65时,比重达到7.12%,因此,忽略地面反射大气辐射亮度,直接影响红外辐射传输计算的准确性.模拟了MODIS各红外通道辐射亮度,并与MODTRAN4.0模拟结果比较,相对误差不超过0.12%,模拟了大气倾斜路径对卫星红外通道观测亮温的影响.     

HJ-1B卫星热红外通道在轨场地定标与验证

在对热红外辐射计CE312定标的基础上,基于青海湖水面辐射校正场,采用CE312开展同步测量实验,对HJ-1B卫星热红外通道进行在轨绝对辐射定标。由于HJ-1B卫星在轨星上定标系统不稳定,高温点难以准确获取,因此分别使用单点法和两点法,对2010年8月1日和5日两组传感器入瞳等效辐亮度值和卫星通道计数值回归得到该卫星通道绝对定标系数,并使用内蒙达里湖水面辐射校正场2010年6月29日实测数据进行定标系数的验证工作。验证结果表明,青海湖场地两次定标系数有较好的一致性,定标结果稳定可信。两点法所得定标系数的精度高于单点法。     

一种卫星遥感仪器热红外通道在轨绝对辐射定标新方法

利用青海湖水文自动观测浮标系统测得的水表温度和NCEP再分析资料的探空数据对HY-1／COCTS热红外通道进行在轨绝对辐射定标．该方法定标结果与常规场地试验定标结果一致，可以实现对卫星热红外通道的在轨连续场地绝对辐射定标．     

UHF and L band propagation measurements to obtain log-normal shadowing parameters for mobile satellite link design

Tree shadowing is significant for mobile satellite radio propagation investigation and must be known for successful link design. Therefore, there are limited data on the relevant problem. For this purpose, propagation measurements at L and UHF band were performed in Trabzon, Turkey, in 1993 and 1996, respectively. These experiments were executed with a transmitter on the top of a high building, and the receiver system was located in a van outfitted with the antenna on its roof and receiver equipment in its interior. Measurements were carried out for 14 different tree types, and the results of both bands are presented in tabular and graphical forms. Experiments were repeated for the same trees during the months April to September. The variations of the tree attenuation were examined during these months with and without foliage. Average values of the tree attenuations were found to be 8.60 and 11.00 dB for UHF and L band, respectively. The scaling factor between L and UHF band attenuations in decibels was determined to be approximately 1.32. Using these measured parameters, fade depth statistics were calculated using a lognormal shadowing model. To establish validity of obtained results for the design of mobile satellite links, the results were compared with previous investigations.     

CZ—Si辐照缺陷的红外研究

报道了高碳CZ-Si经中子和电子辐照后产生氧-缺陷复合体的研究结果。电子辐照产生的830cm~(-1)峰在退火时转化成889、904、969、986、1000及1006cm~(-1)峰的退火曲线支持了Corbett和Stein提出的多重氧-缺陷复合体的模型。中子辐照产生的830cm~(-1)峰在退火时出现宽化现象是由于存在与830cm~(-1)峰组态相似的842、834和827cm~(-1)等卫星峰所致,并提出了对应于这些卫星峰的可能的缺陷模型。     

基于高时空分辨率卫星数据的气溶胶光学厚度反演系统

卫星遥感技术是研究大气气溶胶时空变化规律的重要手段之一。高分四号卫星(GF-4)作为新一代静止卫星,不仅具备更多的可见-近红外波段,而且具有超高时空分辨率的特点,可以执行对固定区域连续观测或凝视扫描覆盖观测,为气溶胶光学厚度定量反演提供了有利条件。基于GF-4静止卫星超高时空分辨率卫星数据,在深入了解卫星观测模式及传感器波段对气溶胶反演敏感性基础上,基于地气时变差异核心思路,开发了针对GF-4超高时空分辨率数据气溶胶光学厚度反演算法;设计并实现了具备业务化反演气溶胶光学厚度能力的软件系统,软件系统具备多线程、全自动运行能力,满足卫星数据处理业务化需求。利用该系统对GF-4数据进行了处理和分析,通过地基仪器实测的气溶胶光学厚度进行了验证,取得了初步结果。结果表明,该系统具有良好的可靠性和稳定性,可以服务于大气颗粒物时空变化遥感监测。     

卫星观测火箭尾喷焰红外动态场景生成研究

建立了一种星载吸收波段红外传感器连续观测助推段火箭飞行的场景生成模型。提出了一种基于神经网络生成MODIS数据中第22、23波段高分辨率地表发射率图像的方法,生成了分辨率达到百米量级的地表发射率图像,并利用谱段关联计算了4.18~4.5 μm的地表光谱发射率;同时采用Runge-Kutta法生成火箭助推段的飞行轨迹,利用LOS方法计算尾喷焰气体的辐射传输,生成火箭尾喷焰图像。建立了尾喷焰、地表点和传感器的几何关系,对尾喷焰和背景投影成像,合成了卫星观测火箭尾喷焰的动态场景。对辐亮度图像序列进行分析发现,地面背景的辐亮度得到了压制,同时结合轨迹数据对不同时刻的目标辐亮度对比度和所占像元数进行了分析。此外,分析了不同场景下尾喷焰总辐射强度曲线的差异。结果表明,场景生成方法准确可靠,可为基于卫星图像序列的目标检测跟踪等研究提供数据基础和目标特性支撑。     

The Alphasat Aldo Paraboni scientific and communication experiments at Ka and Q/V bands in Austria

The use of higher frequencies for satellite multimedia communication systems calls for research of the atmospheric propagation effects at these bands (rain, cloud and gaseous attenuation, scintillation, and depolarization). Alphasat was successfully launched on 25 July 2013. This largest and most powerful European telecommunication satellite carries, besides a commercial payload belonging to the mobile satellite communication provider Inmarsat, several Technology Demonstration Payloads (TDPs) from ESA. One of them is the Aldo Paraboni payload (TDP5) for Q/V‐band communication and Ka/Q‐band propagation experiments. These experiments explore future applications in satellite communication and measure how the Earth's atmosphere affects the propagation of electromagnetic waves. Under ESA contract, JOANNEUM RESEARCH designed, developed, and operates a Q/V‐band communication ground station and a Ka/Q‐band propagation terminal. The experimental site is equipped with ancillary equipment including a multifrequency radiometer profiler, a 2D video disdrometer (2DVD), and meteorological stations. This paper reports on the experimental setup, data processing, and obtained results.     

Assessment of spatial and temporal properties of Ka/Q band earth‐space radio channel across Europe using Alphasat Aldo Paraboni payload

The upcoming migration of satellite services to higher bands, namely, the Ka‐ and Q/V‐bands, offers many advantages in terms of bandwidth and system capacity. However, it poses challenges as propagation effects introduced by the various atmospheric phenomena are particularly pronounced in these bands and can become a serious constraint in terms of system reliability and performance. This paper presents the goals, organisation, and preliminary results of an ongoing large‐scale European coordinated propagation campaign using the Alphasat Aldo Paraboni Ka/Q band signal payload on satellite, performed by a wide scientific consortium in the framework of a European Space Agency (ESA) project. The main objective of this activity is the experimental characterisation of the spatial and temporal correlation over Europe of the radio channel at Ka and Q band for future modelling activities and to collect data for development and testing of fading mitigation techniques.     

载波聚合技术在卫星移动通信中的适应性初步研究

本文对载波聚合技术在卫星移动通信中的适应性进行了初步讨论,根据不同频段的传输特性,讨论了卫星移动通信载波聚合传输参数的选取方法,给出了一种适合卫星移动通信的载波聚合数据分配方法,通过数值计算和分析,验证了本文所述方法的合理性和有效性。     

无源微波遥感用于地震预报的实验研究

对无源微波遥感用于地震预报在理论研究的基础上对不同岩性不同结构的岩石试件进行了加载实验，测量了岩石试件的微波辐射随载荷的变化．实验得出：岩石试件的微波辐射能量随岩石应力状态变化而显著变化；而且，不同的波段变化的幅度不同；同一波段不同极化方式的波随应力变化的变化量也不同；微波辐射能量的变化能够被卫星微波遥感探测器探测到．实验还发现，岩石试件临破裂前出现明显的微波辐射异常．     

红外通道空间分辨率对火点监测应用的影响分析

目前基于卫星遥感的火点探测主要采用千米级分辨率的中红外波段数据,而对红外各波段火点探测灵敏度的定量研究很少,不利于充分发挥红外波段信息在火情监测中的作用。首次利用混合像元分解方法来定量分析分辨率为150 m、300 m和1 km的各红外波段在火点监测应用中的差异。结果表明,150 m分辨率中红外通道比1 km分辨率通道的火点探测灵敏度高30倍左右;300 m分辨率远红外通道可探测百平方米量级的火点;150 m分辨率短波红外通道对高强度明火区反应明显。另外还将气象卫星1 km分辨率以及环境减灾星150 m、300 m分辨率红外数据用于2009年春季黑龙江省逊克县林火和夏季安徽省秸秆焚烧火点的监测个例,从而验证了上述分析结论。结果表明,通过提高红外波段的分辨率,可以明显提升卫星遥感在微小火点探测、火场动态监测以及火势评估等方面的应用能力。     

利用地物波谱学习的遥感影像波段模拟方法

针对已有遥感影像模拟方法难以在影像光谱维上扩展的不足,提出了一种基于地物波谱学习的遥感影像波段模拟方法.以地物波谱库作为先验知识,通过支持向量机拟合地物在不同观测波段范围内反射率之间的复杂非线性关系,进而在多光谱遥感影像已有波段的基础上模拟一个新的波段影像.通过模拟TM红波段影像的实验,证明本方法能较为准确地模拟出真实的光谱影像,其模拟结果可靠.进一步将该方法应用于模拟IRS真彩色影像,验证了本方法的实用性.本方法能够有效地解决多光谱影像波段缺损的问题,并在一定程度上可解决较高空间分辨率遥感影像光谱维的不足,为建立地物波谱与遥感像元波谱的定量联系提出了新的思路.