基于Simulink的干涉式微波辐射计系统仿真研究

介绍了通过Matlab/Simulink建立干涉式微波辐射计系统仿真模型的方法。针对干涉式微波辐射计的基本构成单元——二元干涉仪,搭建了仿真模型,通过对辐射计随机噪声测量过程的模拟,实现了单通道全功率测量仿真及双通道干涉测量仿真,在时域范围内实现了对系统测量精度、灵敏度指标的定量化分析。     

相关型全极化辐射计研究

全极化微波辐射计对海洋风场的测量和研究具有重要意义。全极化微波辐射计通过测量目标的Stokes矢量来得到目标的全部极化信息,这对传统的海洋风场测量是一种有效的补充。全极化辐射计主要包括组合型和直接相关型两种类型,通过着重介绍直接相关型极化辐射计,给出了相关型辐射计的系统框图并从原理上对其进行了分析。任何微波测量都离不开定标,对全极化微波辐射计的定标原理和硬件实现技术也作了详细介绍。     

全极化微波辐射计与传统微波辐射计星上定标方法比较分析

高精度星上定标是辐射计测量数据稳定可靠的关键。概述了传统微波辐射计两点定标方案和全极化微波辐射计星上定标的特点,对已提出的3种全极化定标方案应用于星上定标的可行性展开初步分析,并针对传统辐射计和全极化辐射计星上定标方案的差异,从定标方程、定标误差和定标精度3方面进行了对比分析。
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23.8GHz数字相关型全极化微波辐射计的定标及其影响分析

为实现全极化微波辐射计对海面风场的高精度测量,不但需要特殊的全极化定标基准,同时需要高稳定性的接收机系统。恒温控制是提高系统稳定性简单有效的途径之一。基于23.8GHz的数字相关型全极化微波辐射计,考虑温度对于定标的影响,采用特殊的温控方案,设计出一套恒温控制系统,使辐射计工作在一种稳定的状态下。实验结果表明:通过恒温控制可以使辐射计工作维持在一种稳定的状态,从而可以简化定标过程,延长定标周期,同时保证定标精度的要求。     

地基、空基、星基微波辐射计定标技术概览

微波辐射计是用于测量物体微波辐射能量的被动遥感仪器,在军事、环境科学上都有极大的 作用。如果用于工作的微波辐射计没有经过统一、精确、可靠的定标和校验,各自测得的结果将十分 混乱,所以定标技术是微波辐射计研究、应用中的关键课题之一。在不同的使用条件下,微波辐射计 的定标有不同的技术要求和难点。按运载平台的不同,系统地阐述了微波辐射计定标技术的国内外 研究现状和发展趋势,并指出一些值得继续探讨的问题。     

非降水条件下微波辐射计海面风遥感产品性能分析

通过对5种微波辐射计SSM/I、SSM/IS、TMI、AMSR\|E和WINDSAT以及2种微波散射计ASCAT和QUIKSCAT多年的海面风产品同浮标同步的实测资料进行数据匹配处理,再对匹配后的数据进行数据分析和统计。研究结果表明:微波辐射计遥感海面风的性能在1 m/s左右,可以满足绝大多数应用的需求。微波辐射计的低频海面风产品性能优于中频产品,但是中频数据地面分辨率高,建议在近海应用中使用中频产品,在大洋应用中使用低频产品。就不同微波辐射计而言,AMSR\|E和WINDSAT性能较优,SSM/I和SSM/IS性能较差,TMI则处于中等水平。微波辐射计测量风速的性能与微波散射计相比处于同一水平,但在高风速段微波辐射计有一定优势。微波辐射计中仅全极化微波辐射计WINDSAT具有测量海面风向的能力,在低风速段,WINDSAT测量海面风向的性能远远不及微波散射计,只有风速超过6 m/s时,WINDSAT提供的海面风向数据才能符合应用的需求。当风速超过8 m/s后,WINDSAT遥感海面风向的能力就和微波散射计基本一致。在此基础上,提出了强风条件下深入研究的必要性,并对浮标测风存在的问题做出了初步的分析并指出了改进的方向。
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车载多频率微波辐射计与观测数据应用

地基微波辐射计是被动微波遥感研究中进行地面实验的核心仪器。了解辐射计的观测原理以及实验方法对实验的设计和数据的分析具有重要意义。2007年遥感科学国家重点实验室购置了车载多频率微波辐射计,自仪器投入使用以来,获取了多种典型地表的微波辐射测量数据。基于车载多波段微波辐射计开展的地面观测实验为被动微波遥感地表参数反演算法的发展、辐射传输模型的验证等研究提供了重要的数据支持。详细介绍了车载多频率微波辐射计的配置、观测原理和定标方法,并结合地面实验,介绍了利用车载多频率微波辐射计进行实验的方法及数据的处理与应用。该研究对地基微波辐射计观测实验的设计与实施以及对辐射计数据的分析和使用有重要的参考价值。     

神舟4号飞船多模态微波遥感器地面配合试验

神舟4号飞船微波辐射计(RAD)是一个多波段被动微波传感器,用来测量海洋、大气和陆地表面的地球物理参数。为了对发射后RAD性能进行检验,我们于2002年底到2003年1月,在中国南海进行了神舟4号多模态微波遥感器地面配合试验。试验期间完成了微波辐射计海面同步多角度测量、海面水文气象参数测量以及大气气象探空测量。试验获得了大量宝贵的现场测试数据。对试验过程进行了简单的介绍,重点对于测量结果进行分析。同时将地面试验微波辐射计测量的结果与RAD测量的相应结果进行了比较。
     

全极化微波辐射计扫描目标成像方法研究

微波辐射计是被动遥感仪器,对人体无害,这使其对人体辐射信息成像具有很大的优势。全极化微波辐射计可以通过测量目标的4个Stokes参数得到目标的全部极化信息,这对人体亮度温度分布的测量和分析是一种有效的补充,使全极化辐射计在医学方面的应用成为可能。基于上位机软件控制的二维扫描平台,设计出一套软件控制与成像方法,控制全极化辐射计对目标进行平面扫描,得到目标的辐射亮温图像。使用37GHz的全极化辐射计进行在近场条件下的人体扫描成像实验,得到了T_v、T_h、T_3、T_44个通道的人体量温图像,验证了全极化微波辐射计扫描人体成像方案的可行性。     

全极化微波信号海面风场反演技术现状与发展趋势

全极化微波辐射计是一种新型的被动微波遥感仪器,可以测量海面辐射的全部4个Stokes参数,提供了测量海面风场的一种新方法。首先介绍了国内外先进微波辐射计的技术特点及其海洋遥感应用情况,然后描述了海面微波发射信号的变化机理,以及海面全极化信号的风向谐波特征及其反演海面风场的优势,归纳了全极化微波信号海面风场反演的总体技术思路和产品精度,最后分析了全极化微波辐射计风场反演的关键技术和难点,并对该项技术的发展进行了展望。     

一种一维综合孔径微波辐射计的定标方法

综合孔径微波辐射计是被动微波遥感发展的新方向。综合孔径技术利用了以小口径天线阵列合成大的观测口径的技术，解决了在较低频率时天线物理口径要足够大才能得到期望的空间分辨率的严重缺陷。土壤湿度和海水盐度是影响全球气候和水气循环的重要因素。这些参数一般是在L波段范围观测得到，综合孔径辐射计就是减少天线孔径和重量，并最终可以观测反演出这两个参数的一项新兴技术。综合孔径辐射计不同于全功率辐射计，它测量的是视场亮温分布对于天线阵中不同基线长度的可视度函数分量。它的系统主体是稀疏天线阵和多通道相关接收机。在实际应用中，要得到土壤湿度等参数的反演，较高的系统亮温分辨率以及亮温与测量量之间的准确对应是至关重要的，这即是定标工作要完成的任务。定标直接影响微波辐射图解译和判读的准确度，是实现定量化微波遥感的前提。针对一雏综合孔径辐射计系统，给出了一种定标方案。其中分析了天线阵以及多通道相关接收机部分的定标，由得到的矩阵形式的空间频率响应信息推出了亮温图像的反演公式。     

闪电河流域L波段地基微波辐射计RFI检测与电磁环境分析

L波段微波辐射计是探测土壤湿度和海水盐度的重要手段,但日益严重的射频干扰（Radio Frequency Interference, RFI）使得L波段被动微波遥感无法达到地表参数的反演精度要求。将具有快速采样能力的L波段积分式微波辐射计搭载于车载移动平台,在华北闪电河流域进行地基测量,应用时域脉冲检测算法（Asynchronous Pulse Blanking algorithm, APB）及基于变异系数的中值比较算法对测量结果进行射频干扰检测与抑制,两种算法对射频干扰检测都取得了一定的效果。根据检测结果,闪电河综合遥感试验区的L波段地基微波辐射计观测到的射频干扰以小量级的脉冲式干扰为主,野外干扰平均量级一般集中在3~4 K,持续时间多在1~2 ms,干扰率在2%~14%之间。对比分析发现,城镇中的射频干扰较野外严重,野外实验中H极化测量结果受射频干扰影响略轻于V极化,APB算法相对具有较多的误检现象,而中值比较法则更能容许测量目标本身的辐射亮温波动,该算法的最小检测干扰量级小于3 K, 有助于提高试验区内土壤湿度的反演精度。     

神舟4号飞船多频段微波辐射计及其应用

介绍了我国首次研制的空间对地观测被动微波遥感器--神舟4 号飞船多频段微波辐射计的设备性能参数及指标, 并对海洋、沙漠等地物目标的测量结果进行了分析, 与国外其它星载微波辐射计的测量结果进行了比较。     

基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统设计

介绍了一种基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统,用于星载微波辐射计定标源的精密测温,测温精度为±0.1℃。针对铂电阻引线带来的测量误差这一缺点,设计了四线制恒流源温度测量电路,同时对铂电阻传感器温度检测电路的测量误差进行了分析。系统具有精度高、可靠性高,使用方便的特点,当温度范围在-200℃~650℃之间,误差小于±0.1℃时,也可用于其它工业测温以及航空航天精密温度检测领域。     

一种适用于WindSat的地理定位方法

星载全极化微波辐射计WindSat为海面风场的被动微波遥感提供了有效的手段。WindSat亮温需要经过地理定位才能形成包含目标位置信息的有效物理量。地理定位是辐射计数据预处理的重要环节。针对WindSat圆锥扫描方式,将Patt94定位算法进行修改,应用于WindSat地理定位中。详述了定位的计算过程,给出了定位结果,讨论了误差分析方法。通过模拟WindSat轨道,对可能的定位误差来源展开分析,着重分析了辐射计姿态误差、扫描方位误差对定位的影响。最后,就辐射计姿态校正进行了讨论。