CN112556852B - 星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统 - Google Patents
星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112556852B CN112556852B CN202010574625.4A CN202010574625A CN112556852B CN 112556852 B CN112556852 B CN 112556852B CN 202010574625 A CN202010574625 A CN 202010574625A CN 112556852 B CN112556852 B CN 112556852B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reflecting surface
- radiation efficiency
- satellite
- temperature
- brightness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 83
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 101000794020 Homo sapiens Bromodomain-containing protein 8 Proteins 0.000 description 2
- 101001006782 Homo sapiens Kinesin-associated protein 3 Proteins 0.000 description 2
- 101000615355 Homo sapiens Small acidic protein Proteins 0.000 description 2
- WGKGADVPRVLHHZ-ZHRMCQFGSA-N N-[(1R,2R,3S)-2-hydroxy-3-phenoxazin-10-ylcyclohexyl]-4-(trifluoromethoxy)benzenesulfonamide Chemical compound O[C@H]1[C@@H](CCC[C@@H]1N1C2=CC=CC=C2OC2=C1C=CC=C2)NS(=O)(=O)C1=CC=C(OC(F)(F)F)C=C1 WGKGADVPRVLHHZ-ZHRMCQFGSA-N 0.000 description 2
- 102100021255 Small acidic protein Human genes 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/007—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for earth observation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/48—Thermography; Techniques using wholly visual means
- G01J5/485—Temperature profile
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/80—Calibration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/80—Calibration
- G01J5/802—Calibration by correcting for emissivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统,属于空间微波遥感技术领域。包括如下步骤:在卫星地面测试阶段,获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率以及馈源的方向图;卫星入轨工作后,根据地面测试获得的反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。本发明能够对大口径天线反射面辐射效率亮温贡献的进行在轨高精度、实时确定,填补了目前大口径反射面辐射效率贡献亮温高精度确定的空白,是一种实用的星载大口径微波辐射计天线反射面辐射效率亮温贡献亮温确定方法。
Description
技术领域
本发明涉及星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统,属于空间微波遥感技术领域。
背景技术
随着星载微波辐射计系统的发展和对高分辨率地面测量的需求,为了提升地面观测辐射计,星载微波辐射计可以通过采用大口径反射面天线来增大其天线口径。然而,由于星载微波辐射计大口径反射面无法采用有效地温度控制手段,在轨后整个反射面的物理温度一般都会存在很大的梯度,并且随着运行,也呈现出很大的温度变化,通过天线反射面的辐射效率就会产生一个不确定辐射亮温,造成天线辐射效率亮温误差,进而对辐射计系统的探测带来影响。因此必须要对星载大口径微波辐射计天线反射面辐射效率亮温贡献进行确定,保证系统测量精度。
大口径微波辐射计天线一般由反射面以及馈源组成。目前,国内外还没有公开资料与本方法相同的大口径微波辐射计反射面天线辐射效率亮温贡献校正方法。现有的类似方法包括以下:
(1)传统微波辐射计反射面辐射效率贡献亮温确定方法
对于传统的非大口径微波辐射计天线反射面,由于其口径较小,在轨后温度梯度较小,因此在校正过程中能够把反射面等效为一个点进行校正。如果大口径反射面辐射计采用这种方法,大口径反射面在轨温度梯度为100K时,就会带来约1K的亮温误差,对于海面温度探测则会带来约2℃的误差,对盐度探测而言会带来约3psu的误差,远远不能够满足0.5℃、1psu的测量精度需求。
(2)国外SMAP卫星反射面辐射效率贡献亮温确定方法
国外SMAP卫星采用6m大口径反射面天线,但是由于天线没有在轨温度测量,通过采用辐射计外定标结合地面通过模型对反射面温度分析的方式进行校正,这种方法缺陷在于:一方面由于地面反射面温度分析的精度较差,其次外定标过程中受到所采用的海面模型精度的影响,从目前公开结果可以看到,存在约0.2K校正误差,不能够满足高精度探测的需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统,能够对大口径天线反射面辐射效率亮温贡献的进行在轨高精度、实时确定,填补了目前大口径反射面辐射效率贡献亮温高精度确定的空白,是一种实用的星载大口径微波辐射计天线反射面辐射效率亮温贡献亮温确定方法。
本发明的技术解决方案是:星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法,包括如下步骤:
在卫星地面测试阶段,获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率以及馈源的方向图;
卫星入轨工作后,根据地面测试获得的反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
进一步地,所述获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率以及馈源的方向图的方法包括:在地面暗室,对天线反射面辐射效率进行测量,获得反射面的辐射效率η。
进一步地,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正包括如下步骤:
通过温度传感器获取天线反射面的温度场分布;
根据天线反射面的温度场分布,以及反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
进一步地,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正,校正后的反射面辐射效率亮温贡献为
星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正系统,包括:
第一模块,在卫星地面测试阶段,获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率以及馈源的方向图;
第二模块,卫星入轨工作后,根据地面测试获得的反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
进一步地,所述获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率,具体的方法包括:在地面暗室,对天线反射面辐射效率进行测量,获得反射面的辐射效率η。
进一步地,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正,具体包括如下步骤:
通过温度传感器获取天线反射面的温度场分布;
根据天线反射面的温度场分布,以及反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
进一步地,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正,校正后的反射面辐射效率亮温贡献为
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本发明通过采用地面馈源方向图信息、反射面辐射效率结合在轨后的反射面温度信息进行计算得到反射面辐射效率贡献亮温,实现高精度大口径反射面辐射效率贡献亮温确定;
(2)本发明利用地面馈源测试数据以及在轨获取得到反射面温度信息,进行实时大口径反射面辐射效率贡献亮温确定,无需参考海面模型,具有高精度等特点。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
一、星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法
以下对本申请实施例所提供的星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法做进一步详细的说明,该方法具体实现方式可以包括如下步骤:
具体的,在一种可能实现的方式中,地面测试获取馈源的方向图:大口径反射面天线由反射面以及馈源组成,在地面天线测试场地,对馈源的方向图进行测试;
可选的,在一种可能实现的方式中,地面测试获取反射面的辐射效率。在地面暗室,采用特定的方法对天线反射面的辐射效率进行测量。
在本申请实施例所提供的方案中,步骤二,卫星入轨工作后,根据地面测试获得的反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正;
进一步,在一种可能的实现方式中,在轨反射面辐射效率亮温贡献校正,可以包括如下步骤:
1)辐射计在轨开机正常工作;
3)计算反射面辐射效率亮温贡献。
具体地,在一种可能实现方式中,计算反射面辐射效率亮温贡献的方法为,按下式计算校正后的反射面辐射效率亮温贡献:
二、星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正系统
基于与星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法相同的构思,本申请实施例提供了一种星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正系统。
以下对本申请实施例所提供的星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正系统做进一步详细的说明,该系统具体实现方式可以包括用于地面测试获取基本参数的第一模块和在轨运行进行校正的第二模块。
在本申请实施例所提供的方案中,第一模块,在卫星地面测试阶段,获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率以及馈源的方向图;
可选的,在一种可能实现的方式中,所述获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率,具体的方法包括:在地面暗室,对天线反射面辐射效率进行测量,获得反射面的辐射效率η。
在本申请实施例所提供的方案中,第二模块,卫星入轨工作后,根据地面测试获得的反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
进一步,在一种可能的实现方式中,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正,具体包括如下步骤:
通过温度传感器获取天线反射面的温度场分布;
根据天线反射面的温度场分布,以及反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
可选的,在一种可能的实现方式中,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正,校正后的反射面辐射效率亮温贡献为
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
3.根据权利要求1所述的星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法,其特征在于,所述获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率以及馈源的方向图的方法包括:在地面暗室,对天线反射面辐射效率进行测量,获得反射面的辐射效率η。
4.根据权利要求1所述的星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法,其特征在于,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正包括如下步骤:
通过温度传感器获取天线反射面的温度场分布;
根据天线反射面的温度场分布,以及反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
7.根据权利要求5所述的星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正系统,其特征在于,所述获取星载微波辐射计反射面天线的反射面辐射效率,具体的方法包括:在地面暗室,对天线反射面辐射效率进行测量,获得反射面的辐射效率η。
8.根据权利要求5所述的星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正系统,其特征在于,所述对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正,具体包括如下步骤:
通过温度传感器获取天线反射面的温度场分布;
根据天线反射面的温度场分布,以及反射面辐射效率以及馈源的方向图对在轨反射面辐射效率亮温贡献进行校正。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010574625.4A CN112556852B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010574625.4A CN112556852B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112556852A CN112556852A (zh) | 2021-03-26 |
CN112556852B true CN112556852B (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=75040884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010574625.4A Active CN112556852B (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112556852B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2411995A1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-25 | Raytheon Company | Radiometer system and method of calibrating radiometer receiver |
CN101256231A (zh) * | 2008-04-03 | 2008-09-03 | 北京航空航天大学 | 一种无线电高度表升降速度校核装置 |
CN102135613A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-07-27 | 中国人民解放军理工大学气象学院 | 星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正方法 |
CN102243294A (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种地基微波辐射计的非线性定标方法及装置 |
CN103684605A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-26 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于微波光子的综合孔径辐射计多路信号传输系统 |
CN106569186A (zh) * | 2015-10-13 | 2017-04-19 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种星载微波辐射计的偏差校正方法 |
CN107462779A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-12-12 | 上海卫星工程研究所 | 微波成像卫星板间电缆相位误差测量装置及其测试方法 |
CN110455416A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) | 一种基于微波辐射计天线温度检测的亮温订正方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008013066B3 (de) * | 2008-03-06 | 2009-10-01 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Vorrichtung zur zweidimensionalen Abbildung von Szenen durch Mikrowellen-Abtastung und Verwendung der Vorrichtung |
CN109725317B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-06-01 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于一维综合孔径微波辐射计的海面亮温成像仿真方法 |
-
2020
- 2020-06-22 CN CN202010574625.4A patent/CN112556852B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2411995A1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-25 | Raytheon Company | Radiometer system and method of calibrating radiometer receiver |
CN101256231A (zh) * | 2008-04-03 | 2008-09-03 | 北京航空航天大学 | 一种无线电高度表升降速度校核装置 |
CN102243294A (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种地基微波辐射计的非线性定标方法及装置 |
CN102135613A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-07-27 | 中国人民解放军理工大学气象学院 | 星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正方法 |
CN103684605A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-26 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于微波光子的综合孔径辐射计多路信号传输系统 |
CN106569186A (zh) * | 2015-10-13 | 2017-04-19 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种星载微波辐射计的偏差校正方法 |
CN107462779A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-12-12 | 上海卫星工程研究所 | 微波成像卫星板间电缆相位误差测量装置及其测试方法 |
CN110455416A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) | 一种基于微波辐射计天线温度检测的亮温订正方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Hot Load Temperature Correction for TRMM Microwave Imager in the Legacy Brightness Temperature;Faisal Alquaied 等;《IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING》;20180630;全文 * |
基于CLEAN算法对一维综合孔径辐射计成像误差的校正;张爱丽 等;《空间科学学报》;20200531;全文 * |
基于SMOS卫星数据的中国地区L波段射频干扰研究;卢海梁 等;《微波学报》;20160229;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112556852A (zh) | 2021-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108981754B (zh) | 一种光电平台与载机安装角度零位对准的方法 | |
CN107782240A (zh) | 一种二维激光扫描仪标定方法、系统及装置 | |
CN110058236A (zh) | 一种面向三维地表形变估计的InSAR和GNSS定权方法 | |
CN102183214B (zh) | 一种大口径非球面镜结构光检测方法 | |
Beshr et al. | Investigating the accuracy of digital levels and reflectorless total stations for purposes of geodetic engineering | |
CN109655079B (zh) | 星敏感器测量坐标系到棱镜坐标系测量方法 | |
CN108413988B (zh) | 机器人末端经纬仪坐标系快速标定方法 | |
CN109186944B (zh) | 机载多光轴光学载荷光轴一致性标校方法 | |
CN105203023A (zh) | 一种车载三维激光扫描系统安置参数的一站式标定方法 | |
CN108871373B (zh) | 一种基于俯仰滚转台和非线性优化的星敏感器标定方法 | |
CN103471519A (zh) | 一种应用无棱镜光电全站仪测量输变电塔架变形的方法 | |
CN109752744B (zh) | 基于模型误差补偿的多星联合定轨方法 | |
CN103743356A (zh) | 建筑物多点实时视频测量方法及测量系统 | |
CN103926548B (zh) | 一种快速测量射电望远镜反射面精度的方法 | |
CN112129319B (zh) | 星载双光栅调制型成像仪器的入射光轴标定方法 | |
KR20210093960A (ko) | 레이더 회전식 안테나 시스템을 교정하는 방법 및 시스템 | |
CN109887041A (zh) | 一种机械臂控制数字相机摄影中心位置和姿态的方法 | |
CN112824828B (zh) | 一种激光跟踪仪站位确定方法、系统、电子设备及介质 | |
CN110764153B (zh) | 一种星载微波成像仪热镜背瓣在轨误差校正系统及方法 | |
Du et al. | Cross‐section positioning based on a dynamic MLS tunnel monitoring system | |
CN109085656B (zh) | 一种面向特征的高精度重力图构建与插值方法 | |
CN112556852B (zh) | 星载大口径微波辐射计反射面亮温贡献校正方法及系统 | |
CN112284401B (zh) | 一种数据处理的方法和装置 | |
CN113758469A (zh) | 一种基于多模多频gnss接收机的潮位监测方法及系统 | |
CN109764892B (zh) | 近红外星等的校准方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |