HY－2卫星微波散射计海面风矢量场反演技术研究

主要针对HY-2卫星微波散射计,提出反演海面风矢量模型算法,并进行误差精度分析,给出了HY-2卫星微波散射计数据获取、预处理、风矢量场反演和产品制作技术流程,为HY-2卫星发射上天后能尽快发挥应有的效益做好技术准备,以此推动我国海洋微波遥感技术的发展.     

用SeaWinds散射计数据反演海面风矢量的神经网络模型

针对构建用SeaWinds散射计数据反演海面风矢量的神经网络模型所面临的主要问题,结合SeaWinds散射计的几何观测特征,提出了适合SeaWinds散射计旋转圆锥扫描方式的先风向后风速的两步神经网络反演模型及相应算法,并采用两组不同的L2A和相应L2B数据及浮标数据对该神经网络反演模型进行了初步验证。实验结果证明了该神经网络反演模型的可行性。与最大似然估计（MLE）反演方法相比,该神经网络反演模型在能够保证反演精度的情况下,运行效率提高了约5倍,从而为海面风矢量的实时反演提供了可能性。     

HY-2卫星微波散射计在西北太平洋台风监测中的应用研究

本文在简述海洋二号(HY-2)卫星微波散射计工作机制及海面风场反演原理的基础上,针对HY-2卫星微波散射计在轨运行的数据,利用该散射计数据开展海面台风中心定位、结构、台风路径、风速等值线、大风半径等台风参数的定量化应用分析研究。同时将HY-2卫星观测到的海面风场与风云二号(FY-2E)卫星云图进行融合展示,并将HY-2海面风场与ASCAT反演的海面风场和浮标提供的观测数据进行对比验证,多方面的定量分析显示出HY-2卫星海面风场观测的有效性和在台风监测中的优势。最后,对HY-2卫星微波散射计的优缺点进行分析,展望了其可能的改进方向。     

HY-2A微波散射计风场反演算法

本文针对我国首颗自主发射的海洋二号(HY-2A)卫星微波散射计,建立了业务化运行的风场反演算法,该算法将散射计海面风矢量反演分为粗搜索和精搜索两个步骤,有效地提高了运算效率。采用矢量圆中数滤波算法进行风向模糊解去除,并采用NCEP风场作为背景场对初始场进行选择,提高了模糊去除准确性。算法的反演结果经与NDBC对比和ASCAT风场星星对比验证,结果表明HY-2A卫星微波散射计可提供风速精度优于2 m/s或10%,风向精度优于±20°的海面风场观测产品,可满足海洋科学研究和海洋业务应用的需求。     

基于亚马逊热带雨林的HY-2卫星微波散射计在轨测量性能分析

中国第一颗自主海洋动力环境卫星海洋二号(HY-2)卫星于2011年8月16日成功发射,其上搭载的Ku波段微波散射计可以提供海面风矢量信息。根据国际上对已发射星载微波散射计在亚马逊热带雨林的研究结果:散射计在该地理区域观测的后向散射系数随季节的变化在0.15 dB以内。本文对HY-2微波散射计2012—2013年的亚马逊热带雨林区域的观测数据进行了分析,结果表明HY-2卫星散射计在轨运行两年来的测量性能很稳定,其在亚马逊热带雨林的季节性变化特征与国际上的研究结果一致。     

一种新的SeaWinds散射计海面风场反演方法

针对传统的最大似然法存在的主要缺点,在分析SeaWinds散射计模型函数表的基础上,根据雷达后向散射截面积（σ^0）随风速和相对方位角的变化规律,提出了一种新的海面风场反演方法。然后利用SeaWinds散射计部分L2A实测数据对该方法进行了验证．并在等风向间隔的条件下将该方法与传统的最大似然方法对同一实验数据的运行时间进行了比较。实验结果表明,与传统方法相比,该方法运行效率有明显提高,且反演结果与美国L2B反演结果十分接近。     

海洋二号卫星微波散射计数据预处理技术研究

本文在简述海洋二号(HY-2A)星载微波散射计(简称散射计)工作原理的基础上,详细阐述了散射计数据预处理所涉及的关键技术,主要包括几何定位算法和雷达后向散射系数的计算。星载微波散射计数据的地理定位是计算遥感器观测点在地基坐标系中坐标的处理过程。地理定位需要考虑仪器扫描几何、空间位置、天线指向、地球曲率、旋转等因素。传统的遥感数据定位方法依赖于卫星轨道,定位精度难以保障,HY-2A卫星搭载了GPS传感器,提供1 s间隔的卫星平台定位数据,据此建立传感器观测几何与地面面元之间的几何模型,通过模型的解算获得观测面元中心的地理坐标,并计算观测面元的方位角、入射角等参数。随后采用参量代换法从雷达回波信号中计算后向散射系数。     

海洋二号卫星微波散射计系统设计与应用

海洋二号卫星是我国第一颗海洋动力环境卫星,于2011年8月16日成功发射,搭载的微波散射计是我国第一颗星载海洋风场测量雷达。海洋二号卫星微波散射计采用笔形波束体制,圆锥扫描工作方式,本文给出了微波散射计系统组成、主要性能指标和在轨数据预处理方法,并给出了在轨测试结果及在台风监测中的应用。     

HY-2卫星雷达高度计风速反演验证

本文给出了海洋二号(HY-2)卫星雷达高度计风速反演的双参数算法模型,并利用Jason-1产品和HY-2卫星微波散射计产品定性验证了双参数算法模型的正确性,同时利用星星交叉比对方法、美国国家浮标数据中心(National Data Buoy Center,NDBC)浮标数据验证方法、美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)再分析数据验证方法三种不同方法对该模型进行定量化验证,结果表明HY-2卫星雷达高度计风速反演的双参数算法模型的反演精度达到2.0 m/s的精度,满足海洋业务应用和科学研究的精度要求,可为用户提供满足观测要求的海面风产品。     

HY-2A卫星大气校正微波辐射计在轨数据定标和检验研究

海洋二号(HY-2A)卫星大气校正微波辐射计(ACMR)是为雷达高度计提供大气路径延迟校正的微波辐射计。本文针对ACMR热真空定标试验的原理、方法、实施过程及试验结果进行了阐述和分析,得到了ACMR 3个频率的辐射传输系数和非线性系数,并进行了天线订正的发射前算法分析,给出了天线温度系数。利用这些系数对在轨数据进行了处理,得到了在轨天线温度转换系数,并与Jason-1、Jason-2卫星上搭载的微波辐射仪(JMR)进行了匹配比较,结果表明一致性良好。     

海洋二号卫星微波辐射计系统设计

海洋二号(HY-2A)卫星是我国首颗海洋动力环境卫星,微波辐射计是该星的4个微波载荷之一,主要用于测量全球海洋表面温度、海面风速、海洋上空水汽和降雨等参数。HY-2A微波辐射计采用圆锥扫描方式,使用冷空反射器和星载热定标源完成在轨两点定标,覆盖频率范围为6~37 GHz,本文对系统、天线、接收通道和配平设计进行了介绍。