SAR辐射定标精度设计与分析

合成孔径雷达（SAR）辐射定标是一项关联图像像素值和地物后向散射系数的重要工作。文中在分析SAR系统的误差源和辐射定标原理的基础上,研究了无源辐射定标和有源辐射定标的精度设计原理。以机载SAR、Pi-SAR定标结果为例,结合雷达散射计的测试结果,分析了相同条件相似地物的后向散射系数的差异及相应的原因。理论分析和数据比较表明了辐射定标精度设计和比较的合理性,为定标精度和结果分析提供了理论支持和技术途径。     

S波段高分辨宽幅SAR辐射定标及误差分析方法

合成孔径雷达(SAR)系统的辐射定标可以构建SAR图像与地物后向散射截面积(RCS)的关系,反演目标物理特性,满足SAR定量化遥感需求。相对于其它波段,S波段SAR的定量化遥感工作罕见报道。该文利用已知SAR及平台参数进行S波段SAR辐射定标处理,首先推得了图像像素值与目标后向散射系数的关系,接下来详细分析了各项误差对定标精度的影响,给出了天线指向误差对定标精度影响的解析表达式。该文的分析有利于建立各参数与辐射定标精度的关系,方便设计时候的误差分配。该文给出了草地、道路和平静水面的S波段后向散射截面积统计值。最终实际数据处理结果表明,该系统利用该定标方法可以在20°的视角范围内实现较高的绝对辐射精度。     

目标红外辐射特性测量定标方法研究

阐述了定标工作在目标红外辐射特性测量中的重要作用。分别就调焦类成像设备和非调焦类成像设备的定标方法进行了理论分析,针对不同定标方法的优缺点进行了说明,定标时通常采用0米定标,方便且可同时进行所有像元定标。对目标特性测量时定标温度的选择作了分析,得出结论:定标间隔不变时,定标误差随定标温度呈"W"型规律变化,当定标温度分布于测量温度两侧时,误差有限,因此定标温度通常选择在目标等效黑体温度两侧,且定标温度间隔越小辐射特性测量精度越高。     

一种利用恒星进行遥感卫星辐射定标的方法

恒星巡天测量与模型分析显示大量恒星在0.3~35μm波段内的绝对辐射精度达到3%,在可见光波段接近1%.恒星与恒星之间的相对辐射定标精度优于0.2%.部分恒星具有极好的辐射稳定性,可以作为长期稳定的辐射基准.但是恒星有效亮度通常比地面目标低几个量级,并且恒星一般不会直接出现在遥感卫星视场,不利于用作定标源.这里讨论的利用恒星进行辐射定标的方法是在遥感卫星上安装一个与遥感相机波段接近的微型定标相机,它的指向可以通过转动机构在恒星与地面目标之间转换.在观测恒星时通过延长积分时间来获取高信噪比信号,在观测地面目标时由于和遥感相机同时同视场观测有利于精确交叉定标.这个方法可以将作为标准源的恒星辐射直接传递到观测目标.目前分析显示最佳定标精度可以达到2%以内.     

SAR辐射定标的融合算法研究

针对机载SAR辐射定标外场试验可重复性较差的问题,提出了一种结合内场仿真信息进行辐射定标的参数估计新算法:首先建立机载SAR定标成像模型,在进行模型有效性检验之后,利用定标成像模型得到SAR线性动态范围内定标体RCS的渐进经验分布,然后结合定标试验实测数据进行辐射定标参数的融合估计。仿真表明该算法可以减小估计结果的误差方差,提高定标精度。     

应用U形边框黑体光阑的三点辐射定标校正方法及其分析

红外焦平面探测器阵列由于探测器工艺、环境冲击和长时间工作等因素将引起探测器响应的漂移,很大程度影响了热成像系统的成像质量。对于红外测温热像仪来说,会大大降低其出厂定标的准确性。针对红外辐射定标,考虑到探测器响应的非线性,在前期搭建的基于U形边框黑体视场光阑的红外成像系统基础上,研究了基于U形边框黑体光阑的三点定标修正方法,并与两点辐射定标方法进行了比较。实际定标测试实验结果表明:在25~65 ℃范围内,三点定标修正后的最大绝对误差和平均误差分别为0.126 6 K和-0.048 8 K,较原始定标的结果有明显的精度提升,说明三点定标修正方法算法有效,但三点定标修正与两点定标修正的结果相差不大。因此,一般情况下两点辐射定标修正方法足以适应辐射定标应用。     

绝对辐射定标与相对辐射定标的关系研究

通过对辐射定标过程的全面分析,指出了绝对辐射定标和相对辐射定标之间的不确定性传递关系。其中,相 对辐射定标方法选取多点辐射定标,绝对定标方法选取“标准灯--漫反板--积分球”的 定标流程。以这组相对、绝对辐射定标链路为模型,给出了该辐射定标链路的综合不确定性的表达式,并分析了该表达式中由 相对辐射定标所带来的不确定性分量的来源和意义。最后计算出了在目前器件水平下可达到的辐射定标不确定性数值,从而为实 验室辐射定标精度要求提供了理论依据。     

辐射定标对SAR欺骗干扰的影响及改进方法

基于辐射定标的SAR反欺骗干扰以及针对辐射定标的欺骗干扰方法得到了研究.首先,介绍了欺骗干扰概念和基本原理;其次,研究了基于辐射定标反欺骗干扰及2种常规的欺骗干扰方法:大面积欺骗干扰和弱反射体直接覆盖强反射体欺骗干扰容易被识破;最后,提出了2种新的针对辐射定标的干扰方法,直接欺骗干扰以及间接欺骗干扰方法.     

利用频率变换技术实现红外辐射定标研究

提出一种新的基于参量变换技术的高精度红外辐射定标方法,利用泵浦激光和红外信号光在非线性晶体中发生参量放大作用,通过相位匹配技术将红外辐射信号转移到可见光波段进行测量,这种定标方法本身具有绝对性,因而具有更高的定标精度.以黑体作为红外辐射模型,从理论上推导出参量变换技术运用于红外遥感定标的可行性.这种新型的辐射定标方法,将在未来的通信、夜视以及遥感定标领域获得新的应用.     

TwinSAR-L基线定标中的参考高程误差分析

为分析分布目标基线定标方法的L波段适用性,本文结合我国于2021年发射的L波段编队InSAR卫星(TwinSAR-L)的系统参数,从典型分布目标的穿透和后向散射系数特性出发,指出分布目标参考高程误差不仅包括自身测量误差还包含由穿透和信噪比去相干引入的参考高程误差Δh_errPen和Δh_errSNR,并利用TwinSAR-L数据及TanDEM-X分布目标基线定标模型分析了这两项误差与基线定标误差之间的关系。最后,利用ALOS-2数据定量分析发现研究区域L波段的Δh_errPen,Δh_errSNR分别为1.09 m, 1.39 m。这将分别引入7.9 mm, 10 mm的基线定标误差,严重影响基线定标和后续DEM产品精度。本文的研究工作对TwinSAR-L的基线定标具有一定的理论指导意义。     

低频SAR辐射校准

低频SAR天线通常具有极宽的方位向波束角，在辐射定标时，定标体RCS随雷达波入射角的变化不能够忽略，文中利用低频散射模型，得到定标体RCS随角度变化关系，结合条带式低频SAR的工作原理，给出辐射校准的方法，并进行仿真试验，验证了该方法的有效性。     

低频UWB SAR图像辐射校准

低频,超宽带和大处理角是低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar,UWBSAR)系统的三大特点,针对该系统特点,给出目标散射特性的计算方法,并建立了散射特性与SAR图像的映射关系.最后提出了低频UWBSAR的辐射校准方案,并在计算机上得到了较为理想的仿真结果.     

一个微机化高精度光谱定标系统

微机化高精度光谱定标系统是光电系统和遥感仪器的重要装调和定标装置。可工作在0.20～25μm,配上Super-Ⅱ微机和Epson的FX100宽行打印机后,加上接口装置可实施对定标数据的自动采集、处理和拷贝。用微机编程方法实现该装置的实时控制和协调制备所需的光谱图谱,也可制备所需的辅助数据。     

成像光谱仪辐射定标概览

成像光谱仪相关技术研究一直是遥感技术研究前沿,成像光谱仪完善的辐射定标是完成各种高质量定量化产品应用的基础.本文介绍了成像光谱仪辐射定标原理和辐射定标方法,并对成像光谱仪辐射定标技术进行了展望.     

大口径红外光电系统现场辐射定标装置的研制

介绍了一种用小口径照明光管定标大口径红外光电系统的新方法。研制了现场红外辐射定标装置,其由辐射定标照明器件和红外辐射计组件(双波段1.40±0.02ΜM和4.50±0.04ΜM)两部分组成,并给出了它们的定标方法和定标结果及误差分析。实验表明,能满足大口径红外光电系统的定标要求。该装置体积小、重量轻,适合野外现场定标。     

CBERS-2 CCD相机绝对辐射定标系数验证与评价

卫星遥感器绝对辐射定标系数的有效性检验,是对卫星遥感精度进行全面评价的最有效手段之一。利用绝对辐射定标系数反演反射率值与实测值对比的方法,对CBERS-2CCD相机绝对辐射定标结果进行了有效性检验与误差分析,根据分析结果对CCD相机4个波段的绝对辐射定标系数作出了客观的评价。验证表明,两点法获得的CCD相机定标系数可靠,定标效果较好,而单点法获得的定标系数对CCD相机不适用。     

成像光谱仪标准探测器-漫反射板定标法准确性分析

采用标准探测器-漫反射板法对成像光谱仪进行定标,具有实现容易、定标精度较高的特点。针对标准探测器-漫反射板定标法,推导出成像光谱仪探测器像元采集到的信号电子数的计算表达式,研究了在双向反射分布函数(BRDF)影响下辐照度标准灯照射距离H和成像光谱仪观察角β对标准探测器-漫反射板法定标成像光谱仪准确性的影响。结果表明,不管是否考虑双向反射分布函数,双向反射分布函数对观察角度的影响比照射距离的影响大。照射距离变化2 mm,观察角度变化1°,考虑双向反射分布函数前后H取0.5～1.25 m,β取0°～30°范围内绝大部分区域满足信号电子数变化小于1%。