CN114112070B - 一种星载微波辐射计的外定标方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种星载微波辐射计的外定标方法及装置，该方法包括：获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据；获取参考星载微波辐射计的第一频率和目标星载微波辐射计的第二频率；根据第一频率、第一时空数据、定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据第二频率、第二时空数据、定标参照数据、归一化校正查找表和亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值；根据第一亮温、第一亮温差异值和第二亮温差异值进行计算，得到目标星载微波辐射计的模拟亮温；根据模拟亮温和第二亮温，拟合定标系数。
Description
技术领域
本申请涉及卫星应用领域，具体而言，涉及一种星载微波辐射计的外定标方法及装置。
背景技术
目前的星载微波辐射计的外定标方法，通常会使用双差法来校正不同星载微波辐射计的亮温差异，并以此作为亮温比对的基准开展定标。然而，在实践中发现，该种方法会将由角度和频率带来的卫星入瞳处亮温差耦合成一个整体进行综合修正，从而导致亮温差异无法被精确修正，进而导致亮温校正的可信度较低和精准度较低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种星载微波辐射计的外定标方法及装置，能够基于多个要素对定标系数进行拟合计算，并避免角度和频率带来的卫星入瞳处亮温差，从而能够使得获取到的定标系数具有更高的可信度和精准度，进而提高亮温校正的可信度和精准度。
本申请实施例第一方面提供了一种星载微波辐射计的外定标方法，包括：
获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据；
根据所述第一时空数据和所述第二时空数据，判断所述参考星载微波辐射计和所述目标星载微波辐射计是否符合预设的时空范围；
若是，则获取所述参考星载微波辐射计的第一频率和所述目标星载微波辐射计的第二频率；
根据所述第一频率、所述第一时空数据、所述定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据所述第二频率、所述第二时空数据、所述定标参照数据、所述归一化校正查找表和所述亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值；
根据所述第一亮温、所述第一亮温差异值和所述第二亮温差异值进行计算，得到所述目标星载微波辐射计的模拟亮温；
根据所述模拟亮温和所述第二亮温，拟合定标系数。
进一步地，所述方法还包括：
获取星载微波辐射计的历史观测亮温，并获取与所述历史观测亮温相对应的观测频率和观测环境参照数据；
对所述历史观测亮温进行拆解，得到地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式；所述频率校正多项式中包括频率校正参数；
根据所述观测频率和所述频率校正参数，构建归一化校正查找表。
进一步地，所述方法还包括：
获取与所述历史观测亮温相对应的观测角度；
根据所述观测环境参照数据、所述观测角度、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的角度校正多项式；所述角度校正多项式中包括角度校正参数；
所述根据所述观测频率和所述频率校正参数，构建归一化校正查找表的步骤包括：
根据所述观测频率、所述频率校正参数和所述角度校正参数，构建归一化校正查找表。
进一步地，所述根据所述观测环境参照数据、所述观测频率、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式的步骤包括：
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述地物辐射亮温进行归一化拟合，得到地物辐射亮温校正多项式；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述大气上行亮温进行归一化拟合，得到大气上行亮度校正多项式；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述大气下行亮温进行归一化拟合，得到大气下行亮度校正多项式；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述大气透过率进行归一化拟合，得到大气透过率校正多项式；
根据所述地物辐射亮温校正多项式、所述大气上行亮度校正多项式、所述大气下行亮度校正多项式和所述大气透过率校正多项式进行融合计算，得到亮温校正多项式。
进一步地，所述定标参照数据包括海面温度、海面风速，大气水汽量和大气液水量。
本申请实施例第二方面提供了一种星载微波辐射计的外定标装置，所述星载微波辐射计的外定标装置包括：
获取单元，用于获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据；
判断单元，用于根据所述第一时空数据和所述第二时空数据，判断所述参考星载微波辐射计和所述目标星载微波辐射计是否符合预设的时空范围；
所述获取单元，还用于在所述参考星载微波辐射计和所述目标星载微波辐射计符合预设的时空范围时，获取所述参考星载微波辐射计的第一频率和所述目标星载微波辐射计的第二频率；
计算单元，用于根据所述第一频率、所述第一时空数据、所述定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据所述第二频率、所述第二时空数据、所述定标参照数据、所述归一化校正查找表和所述亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值；
所述计算单元，还用于根据所述第一亮温、所述第一亮温差异值和所述第二亮温差异值进行计算，得到所述目标星载微波辐射计的模拟亮温；
定标单元，用于根据所述模拟亮温和所述第二亮温，拟合定标系数。
进一步地，所述星载微波辐射计的外定标装置还包括：
所述获取单元，还用于获取星载微波辐射计的历史观测亮温，并获取与所述历史观测亮温相对应的观测频率和观测环境参照数据；
拆解单元，用于对所述历史观测亮温进行拆解，得到地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率；
拟合单元，用于根据所述观测环境参照数据、所述观测频率、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式；所述频率校正多项式中包括频率校正参数；
构建单元，用于根据所述观测频率和所述频率校正参数，构建归一化校正查找表。
进一步地，所述获取单元，还用于获取与所述历史观测亮温相对应的观测角度；
所述拟合单元，还用于根据所述观测环境参照数据、所述观测角度、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的角度校正多项式；所述角度校正多项式中包括角度校正参数；
所述构建单元，具体用于根据所述观测频率、所述频率校正参数和所述角度校正参数，构建归一化校正查找表。
本申请实施例第三方面提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行本申请实施例第一方面中任一项所述的星载微波辐射计的外定标方法。
本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行本申请实施例第一方面中任一项所述的星载微波辐射计的外定标方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种星载微波辐射计的外定标方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种星载微波辐射计的外定标装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种归一化校正查找表构建方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种星载微波辐射计与海面目标的辐射亮温组成图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
请参看图1，图1为本申请实施例提供了一种星载微波辐射计的外定标方法的流程示意图。其中，该星载微波辐射计的外定标方法包括：
S101、获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据。
本实施例中，定标参照数据包括海面温度、海面风速，大气水汽量和大气液水量。
本实施例中，第一时空数据和第二时空数据都包括地理位置数据和时间数据，其中地理位置数据包括角度数据。
本实施例中，第一亮温和第二亮温都是微波辐射计观测到的亮温。
S102、根据第一时空数据和第二时空数据，判断参考星载微波辐射计和目标星载微波辐射计是否符合预设的时空范围，若是，则执行步骤S103；若否，则结束本流程。
本实施例中，预设的时空范围为时间差在半小时以内，空间差在空间距离五十公里以内。
S103、获取参考星载微波辐射计的第一频率和目标星载微波辐射计的第二频率。
S104、根据第一频率、第一时空数据、定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据第二频率、第二时空数据、定标参照数据、归一化校正查找表和亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值。
本实施例中，该方法可以在预设的归一化校正查找表中获取用于计算的校正参数。然后，将第一频率、第一时空数据中的第一角度、定标参照数据(该定标参照数据包括海面温度、海面风速、大气水汽量和大气液水量)和校正参数代入至亮温校正多项式中进行相应计算，从而得到第一计算亮温。此时，根据第一亮温和第一计算亮温进行减法计算，能够得到第一亮温差异值。
本实施例中，该方法可以在预设的归一化校正查找表中获取用于计算的校正参数。然后，将第二频率、第二时空数据中的第二角度、定标参照数据(该定标参照数据包括海面温度、海面风速、大气水汽量和大气液水量)和校正参数代入至亮温校正多项式中进行相应计算，从而得到第二计算亮温。此时，根据第二亮温和第二计算亮温进行减法计算，能够得到第二亮温差异值。
本实施例中，上述的亮温校正多项式是通过多个多项式融合计算得到的。具体的，该多个多项式中包括地物辐射亮温校正多项式、大气上行亮度校正多项式、大气下行亮度校正多项式和大气透过率校正多项式。其中，本实施例的后续步骤中对该多个多项式的计算过程进行了相应的解释说明，此处便不多加赘述。
实施这种实施方式，能够使得该方法不是在整体亮温上进行校正，而是将整体亮温拆分成多个要素分别校正，将地物辐射亮温、大气上下行亮温和大气透过率在角度和频率上分别校正六次，从而使得其相对于单次校正的方法具有更高的精度。
本实施例中，该方法可以预先通过后续的方法构建归一化校正查找表，以使以后每次定标时都可以使用该归一化校正查找表进行差异校正，从而提升每次校正的效率，并且能够在每次定标时避免重复的计算，进而有利于提升了该方法的具体应用效果。
作为一种可选的实施方式，该方法还包括：
获取星载微波辐射计的历史观测亮温，并获取与历史观测亮温相对应的观测频率和观测环境参照数据；
对历史观测亮温进行拆解，得到地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率；
根据观测环境参照数据、观测频率、地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率分别进行归一化拟合，得到与地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式；频率校正多项式中包括频率校正参数；
根据观测频率和频率校正参数，构建归一化校正查找表。
本实施例中，下述两表为频率为6.93、10.65、18.7、23.8、36.5、89.0GHz时垂直和水平极化下海面发射辐射与角度的拟合多项式系数。
本实施例中，下述两表为各频率区间上大气上行、下行辐射亮温与频率的拟合关系系数。
作为一种进一步可选的实施方式，该方法还包括：
获取与历史观测亮温相对应的观测角度；
根据观测环境参照数据、观测角度、地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率分别进行归一化拟合，得到与地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率四者分别相对应的角度校正多项式；角度校正多项式中包括角度校正参数；
根据观测频率和频率校正参数，构建归一化校正查找表的步骤包括：
根据观测频率、频率校正参数和角度校正参数，构建归一化校正查找表。
请参阅图3，历史观测亮温通常会收到多个因素的影响，因此，该方法需要对其进行拆解，从而将各个因素罗列出来，并将其分别进行归一化拟合，从而使得历史观测亮温能够通过多个因素准确表达出来，进而使得未来可以基于该些因素进行准确的亮温计算，从而提高亮温获取的精度。其中，由于该历史观测亮温可以有多个因素构成层，因此该历史观测亮温可以称之为总观测亮温。
具体的，历史观测亮温可以拆解出地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率这四个因素，因为大气上行亮温和大气下行亮温具有相似性，因此图3中对其进行了合并描述。
应当理解的是，该方法可以对角度或者频率这两方面中的任一方面进行优先归一化校正。当其最终完成校正的时候，可以将其拟合出的多项式中的常数提取出来作为校正参数，并由此校正参数来构建归一化校正查找表。
请参阅图4，图4示出了一种星载微波辐射计海面目标的辐射亮温组成图，在该图中可以看出卫星微波辐射计接受到的微波辐射能量包括通常包括大气的上行辐射、被地面反射后又被大气衰减的大气下行和宇宙背景辐射、被大气衰减的海洋表面辐射。其中，天线用于表示星载微波辐射计，地物发射指的是地物辐射亮温。
星载微波辐射计海面目标的辐射亮温计算一般表示为以下公式：
TB＝TBUP+P×(TBE+(1-e)×(TBDN+P×TBC))；
这里TBE表示为海表发射辐射，TBUP表示为上行大气辐射，TBDN是下行大气辐射，P是从表面到大气顶部总路径的透过率，TBC表示冷空背景辐射。e为海面发射率，可以表示为：
公式中TS是海面温度(热力学温度)。则上式可以表示为：
经过简化后，星载微波辐射计观测的总亮温表示三个独立物理量的组合，分别是地物辐射亮温TBE，大气上行亮温TBUP、大气下行亮温TBDN，透过率P和宇宙背景辐射TBC。
其中，TBC只同观测频率相关，因此，在计算时只需带入频率计算即可，无需进行归一化转化，其计算方法为：
TBC＝2.69+0.003625f；
那么，在将参考星载微波辐射计的观测亮温，转化为目标星载微波辐射计的亮温时，由于二者频率和角度都不相同，因此，需要进行频率和角度的归一化计算。
经过频率和角度订正的地物辐射亮温为：
TBE(θ2,f2)＝TBE(θ1,f1)+(TBE(f2)-TBE(f1))+(TBE(θ2)-TBE(θ1))；
经过频率和角度订正的大气上行、下行亮温为：
TBUP(θ2,f2)＝TBUP(θ1,f1)+(TBUP(f2)-TBUP(f1))+(TBUP(θ2)-TBUP(θ1))；
TBDN(θ2,f2)＝TBDN(θ1,f1)+(TBDN(f2)-TBDN(f1))+(TBDN(θ2)-TBDN(θ1))；
经过频率和角度订正的透过率为：
P(θ2,f2)＝P(θ1,f1)+(P(f2)-P(f1))+(P(θ2)-P(θ1))；
经过频率和角度订正的亮温为：
本实施例中，该方法需要对地物辐射亮温的角度和频率进行归一化校正。
其中，从入射角和亮温的变化关系中可以看出，不同角度的地物发射亮温可以从角度和亮温的多项式拟合变化得到。拟合使用的是不同角度的辐射传输计算模型计算出的模拟值。当然当温度、风速不同的情况下，同样满足这种关系，实际工作需要根据不同海况计算出多个查找表。
TBE(θ)＝a+B×θ+C×θ2+D×θ3；
可以看出，地物发射辐射水平极化(H)亮温和频率成很好的线性关系，而垂直极化(V)成非线性关系。那么不同观测频率下的微波辐射计就可以通过如下公式相互转化：
对于水平极化：
TBE,H(f)＝A+B×f；
对于垂直极化：
TBE,V(f)＝A+B×f+C×f2；
同样，当温度、风速不同的情况下，也需要进行转化，只是系数会不同而已,实际工作需要根据不同海况计算出多个查找表。
本实施例中，该方需要对大气上下行辐射亮温的角度和频率进行归一化校正。
其中，该方法在整个频率区间，无法对大气上行或者下行辐射采用多项式拟合，但是在某个区间，也就是放大来看，微波辐射计大气上下行亮温就可以通过一个三次或二次多项式进行转化：
TB,UP.or.DN(f)＝A+B×f+C×f2+D×f3；
同样，微波辐射计大气上下行亮温也可以通过一个三次或二次多项式，对不同角度的星载微波辐射计进行转化：
TB,UP.or.DN(θ)＝A+B×θ+C×θ2+D×θ3。
本实施例中，该方法需要对大气透过率的角度和频率进行归一化校正。
其中，该方法首先进行角度归一化。该过程中，根据大气辐射传输公式透过率为以下形式：
P(θ)＝e-τsecθ；
其中，
τ是垂直情况下的光学厚度和角度无关，则可以将P简写成以下形式：
P(θ)＝e-A×secθ
这样，选用不同条件的大气输入数据，就能够分别计算出不同角度下的透过率。
其中，该方法其次进行频率归一化。该过程中，根据大气辐射传输公式透过率为以下形式：
其中，τ0(f)＝A+B×f+C×f2+D×f3。
作为一种进一步可选的实施方式，根据观测环境参照数据、观测频率、地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率分别进行归一化拟合，得到与地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式的步骤包括：
根据观测环境参照数据、观测频率和地物辐射亮温进行归一化拟合，得到地物辐射亮温校正多项式；
根据观测环境参照数据、观测频率和大气上行亮温进行归一化拟合，得到大气上行亮度校正多项式；
根据观测环境参照数据、观测频率和大气下行亮温进行归一化拟合，得到大气下行亮度校正多项式；
根据观测环境参照数据、观测频率和大气透过率进行归一化拟合，得到大气透过率校正多项式；
根据地物辐射亮温校正多项式、大气上行亮度校正多项式、大气下行亮度校正多项式和大气透过率校正多项式进行融合计算，得到亮温校正多项式。
举例来收，该方法可以通过下述步骤建立归一化校正查找表。
首先，在归一化时，由于在不同频率区间的多项式系数不一样，因此，要把频率分为以下几个区间，对每个区间分别进行计算，然后进行多项式拟合。区间1：1-2GHz、区间2：6-7GHz、区间3：10-11GHz、区间4：18-19GHz、区间5：21-23GHz、区间6：36-38GHz、区间7：85-90GHz；而在角度上无需进行分区间的步骤，因为在0-60°角度范围内比较连续光滑，不需要分成多个区间，使用一个多项式就可以拟合。
接着，将不同海况和大气条件进行组成，分成海面温度、海面风速，大气水汽和大气液水四类；
然后，在建立查找表时，按照亮温拆解方法，分成地物发射亮温TBE，大气上行亮温TBUP、大气下行亮温TBDN，透过率P。
最后通过不同条件组合，分别计算出地物发射亮温TBE，大气上行亮温TBUP、大气下行亮温TBDN，透过率P的多维亮温修正查找表：LBE(f,θ,sst,ssw,wv,cl)、LUP(f,θ,sst,ssw,wv,cl)、LDN(f,θ,sst,ssw,wv,cl)、LP(f,θ,sst,ssw,wv,cl)最终计算出亮温校正多项式的LTB(f,θ,sst,ssw,wv,cl)。
本实施例中，sst为Sea Surface Temperature(海表温度)，ssw为sea surfacewind(近海风场)，wv为大气水汽量，cl为大气液水量。
S105、根据第一亮温、第一亮温差异值和第二亮温差异值进行计算，得到目标星载微波辐射计的模拟亮温。
本实施例中，步骤S105的计算公式如下：
TB′1＝TB2+ΔTB2(f2,θ2,sst,ssw,wv,cl)-ΔTB1(f1,θ1,sst,ssw,wv,cl)；
其中，TB′1为模拟亮温，TB2为第一亮温，ΔTB2(f2,θ2,sst,ssw,wv,cl)为第一亮温差异值，ΔTB1(f1,θ1,sst,ssw,wv,cl)为第二亮温差异值。
S106、根据模拟亮温和第二亮温，拟合定标系数。
本实施例中，该方法利用最小二乘方法，输入每个第二亮温TB1及其对应的模拟亮温TB′1，最后拟合出定标系数a和b。公式如下：
TB′1＝a×TB1+b。
举例来说，该方法在对星载微波辐射计进行外定标的过程可以如下所示：
第一步，读取参考星载微波辐射计的亮温、时间和地理位置数据。
第二步，读取海面温度、海面风速、大气水汽、云液水和地理位置数据，这里的数据源可以是NCEP和ECMWF等再分析数据，甚至包括参考星载微波辐射计反演的数据。
第三步，读取目标星载微波辐射计的亮温，时间和地理位置数据。
第四步，设置一定的匹配时空范围，其中，时间差设置为半小时以内，空间差设置为空间距离五十公里，对于任意两点A和B的距离如下；
R为地球半径，ω和
分别为两点在WGS84坐标系的弧度，等于π×经纬度/180。
第五步，按照设置的时空范围，查找出参考星载微波辐射计和目标参考微波辐射计的亮温，以及对应的海面温度、海面风速、大气水汽量和云液水量。
第六步，根据海面温度、海面风速、大气水汽量和云液水量，以及亮温校正多项式的LTB(f,θ,sst,ssw,wv,cl)，计算参考星载微波辐射计计算亮温和观测亮温的差异值ΔTB1(f1,θ1,sst,ssw,wv,cl)；
第六步，根据海面温度、海面风速、大气水汽和云液水数据，以及亮温校正多项式的LTB(f,θ,sst,ssw,wv,cl)，计算目标星载微波辐射计计算亮温和观测亮温的差异值ΔTB2(f2,θ2,sst,ssw,wv,cl)；
第七步，利用参考微波辐射计的观测亮温，计算目标微波辐射计的每个匹配亮温的模拟亮温
TB′1＝TB2+ΔTB2(f2,θ2,sst,ssw,wv,cl)-ΔTB1(f1,θ1,sst,ssw,wv,cl)；
第八步，利用最小二乘方法，输入每个TB1及其对应的TB′1，最后拟合出定标系数a和b
TB′1＝a×TB1+b。
本实施例中，该方法提供了一种使用两个不同星载微波辐射计，以其中一颗作为基准微波辐射计，将另外一颗微波辐射计校准到基准微波辐射计的一种定标方法。具体的，该方法利用海面作为定标的参考目标，使用微波辐射传输模型，计算出两颗微波辐射计在海面的模拟亮温，通过事先建立好的归一化校正查找表，精确消除星载微波辐射计之间海面发射、大气上下行亮温和透过率，同时消除观测频率和入射角度差异能够使得所有不利于确定准确亮温的数据完全消除，并在最后校正两个微波辐射计之间的亮温差异，从而计算出准确的定标系数。
本实施例中，该方法的执行主体可以为计算机、服务器等计算装置，对此本实施例中不作任何限定。
在本实施例中，该方法的执行主体还可以为智能手机、平板电脑等智能设备，对此本实施例中不作任何限定。
可见，实施本实施例所描述的星载微波辐射计的外定标方法，能够先分别计算两颗星载微波辐射计的观测入射角和观测频率下的亮温，然后再根据归一化校正查找表选择对应的参数进行归一化拟合，从而得到两个星载微波辐射计的归一化校正结果；在此之后，该方法可以根据该归一化校正结果进一步确定卫星亮温差异，并使用最小二乘拟合方法进行拟合，得到定标直线的斜率和截距，并将该斜率和截距作为定标系数，以使后续目标星载微波辐射计可以获取到准确的观测亮温。
实施例2
请参看图2，图2为本申请实施例提供的一种星载微波辐射计的外定标装置的结构示意图。如图2所示，该星载微波辐射计的外定标装置包括：
获取单元210，用于获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据；
判断单元220，用于根据第一时空数据和第二时空数据，判断参考星载微波辐射计和目标星载微波辐射计是否符合预设的时空范围；
获取单元210，还用于在参考星载微波辐射计和目标星载微波辐射计符合预设的时空范围时，获取参考星载微波辐射计的第一频率和目标星载微波辐射计的第二频率；
计算单元230，用于根据第一频率、第一时空数据、定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据第二频率、第二时空数据、定标参照数据、归一化校正查找表和亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值；
计算单元230，还用于根据第一亮温、第一亮温差异值和第二亮温差异值进行计算，得到目标星载微波辐射计的模拟亮温；
定标单元240，用于根据模拟亮温和第二亮温，拟合定标系数。
作为一种可选的实施方式，星载微波辐射计的外定标装置还包括：
获取单元210，还用于获取星载微波辐射计的历史观测亮温，并获取与历史观测亮温相对应的观测频率和观测环境参照数据；
拆解单元250，用于对历史观测亮温进行拆解，得到地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率；
拟合单元260，用于根据观测环境参照数据、观测频率、地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率分别进行归一化拟合，得到与地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式；频率校正多项式中包括频率校正参数；
构建单元270，用于根据观测频率和频率校正参数，构建归一化校正查找表。
作为一种可选的实施方式，获取单元210，还用于获取与历史观测亮温相对应的观测角度；
拟合单元260，还用于根据观测环境参照数据、观测角度、地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率分别进行归一化拟合，得到与地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率四者分别相对应的角度校正多项式；角度校正多项式中包括角度校正参数；
构建单元270，具体用于根据观测频率、频率校正参数和角度校正参数，构建归一化校正查找表。
作为一种可选的实施方式，拟合单元260包括：
第一子单元261，用于根据观测环境参照数据、观测频率和地物辐射亮温进行归一化拟合，得到地物辐射亮温校正多项式；
第二子单元262，用于根据观测环境参照数据、观测频率和大气上行亮温进行归一化拟合，得到大气上行亮度校正多项式；
第三子单元263，用于根据观测环境参照数据、观测频率和大气下行亮温进行归一化拟合，得到大气下行亮度校正多项式；
第四子单元264，用于根据观测环境参照数据、观测频率和大气透过率进行归一化拟合，得到大气透过率校正多项式；
第五子单元265，用于根据地物辐射亮温校正多项式、大气上行亮度校正多项式、大气下行亮度校正多项式和大气透过率校正多项式进行融合计算，得到亮温校正多项式。
本实施例中，定标参照数据包括海面温度、海面风速，大气水汽量和大气液水量。
本申请实施例中，对于星载微波辐射计的外定标装置的解释说明可以参照实施例1中的描述，对此本实施例中不再多加赘述。
可见，实施本实施例所描述的星载微波辐射计的外定标装置，能够基于多个要素对定标系数进行拟合计算，并避免角度和频率带来的卫星入瞳处亮温差，从而能够使得获取到的定标系数具有更高的可信度和精准度，进而提高亮温校正的可信度和精准度。
本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行本申请实施例1中的星载微波辐射计的外定标方法。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行本申请实施例1中的星载微波辐射计的外定标方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (6)
1.一种星载微波辐射计的外定标方法，其特征在于，包括：
获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据；
根据所述第一时空数据和所述第二时空数据，判断所述参考星载微波辐射计和所述目标星载微波辐射计是否符合预设的时空范围；
若是，则获取所述参考星载微波辐射计的第一频率和所述目标星载微波辐射计的第二频率；
根据所述第一频率、所述第一时空数据、所述定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据所述第二频率、所述第二时空数据、所述定标参照数据、所述归一化校正查找表和所述亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值；
根据所述第一亮温、所述第一亮温差异值和所述第二亮温差异值进行计算，得到所述目标星载微波辐射计的模拟亮温；
根据所述模拟亮温和所述第二亮温，拟合定标系数；
所述方法还包括：
获取星载微波辐射计的历史观测亮温，并获取与所述历史观测亮温相对应的观测频率和观测环境参照数据；
对所述历史观测亮温进行拆解，得到地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式；所述频率校正多项式中包括频率校正参数；
根据所述观测频率和所述频率校正参数，构建归一化校正查找表；
所述方法还包括：
获取与所述历史观测亮温相对应的观测角度；
根据所述观测环境参照数据、所述观测角度、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的角度校正多项式；所述角度校正多项式中包括角度校正参数；
所述根据所述观测频率和所述频率校正参数，构建归一化校正查找表的步骤包括：
根据所述观测频率、所述频率校正参数和所述角度校正参数，构建归一化校正查找表。
2.根据权利要求1所述的星载微波辐射计的外定标方法，其特征在于，所述根据所述观测环境参照数据、所述观测频率、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式的步骤包括：
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述地物辐射亮温进行归一化拟合，得到地物辐射亮温校正多项式；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述大气上行亮温进行归一化拟合，得到大气上行亮度校正多项式；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述大气下行亮温进行归一化拟合，得到大气下行亮度校正多项式；
根据所述观测环境参照数据、所述观测频率和所述大气透过率进行归一化拟合，得到大气透过率校正多项式；
根据所述地物辐射亮温校正多项式、所述大气上行亮度校正多项式、所述大气下行亮度校正多项式和所述大气透过率校正多项式进行融合计算，得到亮温校正多项式。
3.根据权利要求1所述的星载微波辐射计的外定标方法，其特征在于，所述定标参照数据包括海面温度、海面风速，大气水汽量和大气液水量。
4.一种星载微波辐射计的外定标装置，其特征在于，所述星载微波辐射计的外定标装置包括：
获取单元，用于获取参考星载微波辐射计的第一亮温和第一时空数据，获取目标星载微波辐射计的第二亮温和第二时空数据，并获取定标参照数据；
判断单元，用于根据所述第一时空数据和所述第二时空数据，判断所述参考星载微波辐射计和所述目标星载微波辐射计是否符合预设的时空范围；
所述获取单元，还用于在所述参考星载微波辐射计和所述目标星载微波辐射计符合预设的时空范围时，获取所述参考星载微波辐射计的第一频率和所述目标星载微波辐射计的第二频率；
计算单元，用于根据所述第一频率、所述第一时空数据、所述定标参照数据、预设的归一化校正查找表和预设的亮温校正多项式进行计算，得到第一亮温差异值；根据所述第二频率、所述第二时空数据、所述定标参照数据、所述归一化校正查找表和所述亮温校正多项式进行计算，得到第二亮温差异值；
所述计算单元，还用于根据所述第一亮温、所述第一亮温差异值和所述第二亮温差异值进行计算，得到所述目标星载微波辐射计的模拟亮温；
定标单元，用于根据所述模拟亮温和所述第二亮温，拟合定标系数；
所述星载微波辐射计的外定标装置还包括：
所述获取单元，还用于获取星载微波辐射计的历史观测亮温，并获取与所述历史观测亮温相对应的观测频率和观测环境参照数据；
拆解单元，用于对所述历史观测亮温进行拆解，得到地物辐射亮温、大气上行亮温、大气下行亮温和大气透过率；
拟合单元，用于根据所述观测环境参照数据、所述观测频率、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的频率校正多项式；所述频率校正多项式中包括频率校正参数；
构建单元，用于根据所述观测频率和所述频率校正参数，构建归一化校正查找表；
其中，所述获取单元，还用于获取与所述历史观测亮温相对应的观测角度；
所述拟合单元，还用于根据所述观测环境参照数据、所述观测角度、所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率分别进行归一化拟合，得到与所述地物辐射亮温、所述大气上行亮温、所述大气下行亮温和所述大气透过率四者分别相对应的角度校正多项式；所述角度校正多项式中包括角度校正参数；
所述构建单元，具体用于根据所述观测频率、所述频率校正参数和所述角度校正参数，构建归一化校正查找表。
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至3中任一项所述的星载微波辐射计的外定标方法。
6.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行权利要求1至3任一项所述的星载微波辐射计的外定标方法。
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