中巴地球资源一号卫星红外多光谱扫描仪、交叉定标方法研究

建立CBERS—1上搭载的红外多光谱扫描仪(IRMSS)与FY—1C通道4及Landsat-7上ETM 波段6多星星载热红外遥感仪器交叉定标的算法模型，利用美国Landsat-7上搭载的ETM 红外通道6和FY—1C通道4分别对IRMSS热红外通道进行交叉定标，得到二组定标结果．相同地标点对比分析结果表明，二个定标结果得到的目标点亮度温度相对偏差为1．2K；IRMSS交叉定标结果与Landsat-7ETM 热红外通道在轨定标结果独立样本对比分析结果，均方根偏差为1．6K．     

FY-3A/MWHS在轨辐射定标及结果分析

风云三号A星微波湿度计(FY-3A/MWHS)是我国首次在轨定量遥感大气参数的高频微波辐射计,本文以发射前地面真空试验数据为基础完成了FY-3A/MWHS在轨辐射定标,利用同期在轨的同类载荷NOAA/AMSU-B数据进行在轨辐射定标对比分析,结果表明FY-3A/MWHS在轨星上定标观测基础数据在卫星绕地飞行一圈的观测过程中变化合理,经非线性偏差订正和天线订正等辐射定标处理后,FY-3A/MWHS与NOAA-17/AMSU-B对应通道定标结果相比匹配目标点通道亮温差最大不超过1.5 K,FY-3A/MWHS在轨辐射定标结果为其资料在数值天气预报模式中的同化以及大气参数反演等定量应用奠定了基础。FY-3A/MWHS定标及结果分析方法对我国未来星载被动微波探测器的在轨定量应用具有示范意义。     

风云三号微波大气探测载荷辐射定标

风云三号气象卫星是我国第二代极轨业务气象卫星,具有全球、全天候和多光谱探测能力,装载有微波温度计和微波湿度计2台微波大气探测载荷,自2008年首发星升空后,风云三号微波大气探测载荷资料在防灾减灾和数值天气预报同化应用中发挥了积极作用。风云三号气象卫星微波载荷辐射定标是从原始观测计数值出发获取目标亮温的数据处理技术过程,包括发射前定标、在轨星上定标、综合辐射定标和历史资料再定标4个技术环节。精确的辐射定标是星载被动微波辐射计遥感资料定量应用的基础。本文综述了风云三号气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术,介绍了风云三号微波大气探测载荷综合辐射定标基本原理及技术现状,展望了风云气象卫星微波大气探测载荷综合辐射定标技术未来发展。     

FY-3A/MWHS辐射传递及冷空偏差修正

为了推进FY-3A/MWHS数据与国外同类载荷遥感数据的同化应用,针对FY-3A/MWHS业务L1数据尝试开展大气吸收通道在轨辐射校验,通过瞬时星下点交叉比对(SNO)方法,完成MWHS与美国NOAA卫星同类载荷AMSU-B轨辐射基准的交叉传递。两个同类载荷遥感数据的对比分析表明:MWHS大气水汽吸收线附近的主探测通道与AMSU-B对应通道天线亮温变化特征一致;以辐射校验为基础,可以将AMSU-B在轨辐射基准传递到MWHS冷空辐射修正量,实现微波探测器在轨辐射基准的归一化。辐射交叉校验技术,为两个同类微波探测器在轨遥感数据的融合应用以及在数值天气预报中多源数据的同化应用奠定了基础。     

风云三号D星微波温度计条带噪声抑制研究

利用主成分分析法(Principal Components Analysis, PCA)分析了风云三号D星微波温度计(Microwave Temperature Sounder, MWTS)观测数据中条带噪声的分布特征,描述了存在条带噪声的主要模态。基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)方法对存在条带噪声的模态所对应的时间系数进行了分解并滤波。通过重构观测亮温实现了对条带噪声的抑制。在定性验证条带噪声抑制效果的基础上,通过将观测亮温与模态亮温进行比较来定量评估条带噪声抑制后的数据精度。统计结果表明,经过条带噪声抑制后,观测亮温与模态亮温的标准差减小约0.018 K,进一步提升了MWTS的数据精度。     

风云二号扫描辐射计红外通道噪声的空间结构函数分析

本文通过空间结构函数分析，估算出风云二号扫描辐射计红外通道的噪声。计算结果表明，风云二号扫描辐射计红外通道的等效噪声计数值不大于１。     

星载微波大气湿度探测仪再定标共性技术分析

探测大气水汽的星载微波大气湿度探测仪是国内外气象卫星上的关键载荷之一。多台星载微波大气湿度探测仪观测数据构成的长时间序列数据集在天气预报、数据同化和全球气候监测与评估中有着非常重要的作用。由于微波辐射没有绝对基准,并且不同卫星平台上的微波大气湿度探测仪的系统响应特性和定标方法不尽相同,因此,再定标是提高多台星载微波大气湿度探测仪的长时间序列观测数据的长期一致性和稳定性的关键技术。我国的四台星载微波大气湿度探测仪自2008年以来已经积累了超过10 a的重要观测数据集,亟待通过再定标技术实现4台载荷在轨历史观测数据长期一致性和稳定性并有效应用。为此,详细总结了国内外星载微波大气湿度探测仪研究现状,并对国内外星载微波大气湿度探测仪再定标共性技术研究现状进行总结分析,然后给出我国星载微波大气湿度探测仪再定标方案的构想,为再定标处理提供关键共性技术参考。     

星载微波估计热带气旋中心气压的研究

在准静力近似条件下,热带气旋上层的暖心强度与气旋中心最低海平面气压相关.根据飞机观测到的平均热带气旋的暖核距平廓线构造一个由单因子--250hPa温度距平--控制的热带气旋中心暖距平模型,建立利用NOAA16/17/AMSU观测反演热带气旋中心暖核强度和最低海平面气压的算法;并对发生在西北太平洋上的热带气旋的最低海平面气压进行反演试验,反演的结果与利用Dvorak(1984)可见光和红外技术估计结果相比,平均偏差大约为11hPa;反演结果的时间序列能够显示气旋强度演变的过程.     

风云三号微波湿度计航空校飞辐射定标原理及数据分析

风云三号微波湿度计是我国首次在轨定量应用于大气探测的星载被动微波辐射计，为验证载荷辐射性能，发射前于2007年9月至11月开展了航空校飞试验，历时2个月共转场青海湖、敦煌和云南普洱3个试验场，地面同步实施了辐射校正测量。在阐述星载微波大气探测载荷航空校飞辐射定标原理基础上，开展航空校飞数据分析，并与同步辐射校正测量结果进行了比对验证，结果表明风云三号微波湿度计初样产品探测结果符合设计指标要求。风云三号微波湿度计航空校飞试验为其资料在轨业务定量应用奠定了基础，其中航空校飞辐射定标模型支撑了后续风云三号卫星微波湿度计在轨业务定标。     

先进微波探测器资料反演地表微波辐射率试验

利用美国环境卫星A型先进微波探测器AMSU-A资料反演中国陆地区域地表微波辐射率.通过辐射传输正演模拟,提出了AMSU-A窗区通道反演地表微波辐射率的指数分析方法.利用模拟数据对比了指数分析方法和以往通道亮温组合方法.结果表明:对于地表比较干燥的地区,指教分析的反演结果略优于通道亮温组合的反演结果.在此基础上利用IGBP(International Geosphere-Biosphere Program)的地表分类数据,提取AMSU-A像元裸土组分的面积百分比信息,并进一步应用于AMSU-A像元裸土组分地表微波辐射率的反演试验,提高了反演精度,并可进一步应用于区域地表湿度信息提取和大气参数反演,以及AMSU-A窗区通道陆地区域遥感信息在数值预报模式中的同化应用.