CN117572326B - 微波遥感仪器的辐射定标方法、装置及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种微波遥感仪器的辐射定标方法、装置、电子设备及计算机存储介质，其中，微波遥感仪器的辐射定标方法包括：获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值；获取预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度；基于融合温度计算得到背瓣辐射量；分别计算预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对主瓣辐射量、旁瓣辐射量以及背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的辐射量；根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数。本申请实施例可以减小定标误差，提升定标系数的准确度。

Description

微波遥感仪器的辐射定标方法、装置及计算机存储介质

技术领域

本申请实施例涉及微波遥感技术领域，尤其涉及一种微波遥感仪器的辐射定标方法、装置、电子设备及计算机存储介质。

背景技术

微波遥感仪器基于微波辐射原理，可以通过接收物体的微波辐射而进行观测。例如：可以将微波遥感仪器搭载在卫星上对地球进行观测，微波遥感仪器接收地球上物体辐射的微波辐射，然后输出一个无量纲、无实际物理意义的数字输出值，后续通过对该输出值的定标转换从而实现定量微波遥感。

在实现上述技术方案的过程中，微波遥感仪器的输出值是根据接收到的微波辐射的能量大小确定的。因此，为保证数据的准确性，在使用微波遥感仪器之前，需要对其进行辐射定标，也即：基于进入微波遥感仪器的微波辐射的能量值（也称进入微波遥感仪器的辐射量）和微波遥感仪器的输出值，计算得到用于表征上述进入微波遥感仪器的射量和输出值之间的定量关系的定标系数。

相关的微波遥感仪器辐射定标方案中，计算得到的进入微波遥感仪器的射量与实际进入微波遥感仪器的微波辐射量之间的差异较大，进而，基于上述与实际辐射量差异较大的计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量进行辐射标定，会导致定标误差过大，也即：得到的定标系数的准确度过低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种微波遥感仪器的辐射定标方法、装置、电子设备及计算机存储介质，以解决上述部分或全部问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种微波遥感仪器的辐射定标方法，包括：

获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值；

获取所述预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度；

基于所述融合温度计算得到背瓣辐射量；

分别计算所述预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对所述主瓣辐射量、所述旁瓣辐射量以及所述背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的辐射量；

根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数；

其中，所述主瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射量；所述旁瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线旁瓣接收到的微波辐射量；所述背瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线背瓣接收到的微波辐射量。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种微波遥感仪器的辐射定标装置，包括：

输出值获取模块，用于获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值；

融合温度得到模块，用于获取所述预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度；

背瓣辐射量计算模块，用于基于所述融合温度计算得到背瓣辐射量；

辐射量得到模块，用于分别计算所述预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对所述主瓣辐射量、所述旁瓣辐射量以及所述背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的辐射量；

定标系数计算模块，用于根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数；

其中，所述主瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射量；所述旁瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线旁瓣接收到的微波辐射量；所述背瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线背瓣接收到的微波辐射量。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信；存储器用于存放至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如第一方面的微波遥感仪器的辐射定标方法对应的操作。

根据本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面的微波遥感仪器的辐射定标方法。

根据本申请实施例提供的微波遥感仪器的辐射定标方法、装置、电子设备及计算机存储介质，在计算进入微波遥感仪器的辐射量时，不仅考虑了通过微波遥感仪器天线主瓣接收到的主瓣微波辐射量，同时还考虑到了通过微波遥感仪器天线旁瓣接收到的旁瓣微波辐射量，以及，通过微波遥感仪器天线背瓣接收到的背瓣微波辐射量。另外，由于微波遥感仪器天线背瓣立体角范围内的微波辐射环境通常较为复杂（微波辐射体较多且设置位置复杂），无法确定出某个背瓣立体角所对应的准确的微波辐射体，进而也无法准确地计算出背瓣微波辐射量，而本申请实施例中，通过对天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度进行融合，进而通过融合温度来代替背瓣立体角范围内微波辐射体亮度温度的积分值。与相关技术中仅将主瓣微波辐射量作为进入微波遥感仪器的辐射量的方式相比，本申请实施例，有效了缩小最终计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量与实际进入微波遥感仪器的微波辐射量之间的差异，进而也减小了定标误差，也即：提升了最终得到的定标系数的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例一的一种微波遥感仪器的辐射定标方法的步骤流程图；

图2为根据本申请实施例二的一种微波遥感仪器的辐射定标装置的结构框图；

图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

本申请实施例的总体概述

微波遥感仪器的辐射定标过程通常为：在微波遥感仪器定标时，在微波遥感仪器的天线前方设定位置处放置亮度温度已知的辐射参考源（如：黑体参考源），辐射参考源辐射的微波能量会进入微波遥感仪器，从而得到微波遥感仪器的输出值；另外，还根据辐射参考源的亮度温度，以及，天线主瓣立体角范围内的天线系统归一化方向函数，通过积分运算得到通过天线主瓣接收到的微波辐射量，此处可称为主瓣辐射量；相关技术中，由于考虑到微波遥感仪器天线周围所存在的微波辐射体通常较为复杂（微波辐射体较多且设置位置复杂），因此，通常将上述通过积分计算得到的主瓣辐射量近似作为进入微波遥感仪器的微波辐射，至此，则可以得到一组由输出值和计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量组成的定标数据。通过改变辐射参考源的亮度温度值，并重复执行上述过程，即可得到多组定标数据，之后，通过上述多组定标数据，即可求得表征进入微波遥感仪器的辐射量和输出值之间的定量关系的定标系数。

但是，对于微波遥感仪器而言，通过上述方式计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量通常与实际进入仪器的微波辐射量在理论上一定存在差异，因此，最终导致通过上述辐射定标方法得到的定标结果存在误差，也即：最终得到的定标系数的准确度较低，并不能高精度地表征实际进入微波遥感仪器的辐射量和仪器输出值之间的定量关系。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种新的微波遥感仪器的辐射定标方案。具体地，在计算进入微波遥感仪器的辐射量时，不仅考虑了通过微波遥感仪器天线主瓣接收到的主瓣微波辐射量，同时还考虑到了通过微波遥感仪器天线旁瓣接收到的旁瓣微波辐射量，以及，通过微波遥感仪器天线背瓣接收到的背瓣微波辐射量。

另外，由于微波遥感仪器天线背瓣立体角范围内的微波辐射环境通常较为复杂（微波辐射体较多且设置位置复杂），无法确定出具体的某个背瓣立体角所对应的准确的微波辐射体，进而无法准确地得到背瓣立体角所对应的准确的微波辐射体的亮度温度。但是，理论上，背瓣辐射量为与上述亮度温度密切相关的积分值，具体等于：背瓣立体角所对应的微波辐射体的亮度温度与背瓣立体角对应的天线系统归一化方向函数值这两者的乘积在背瓣立体角范围内的积分值。因此，基于上述原因，也就无法准确地计算出背瓣辐射量。而本申请实施例中，通过对天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度进行融合，进而通过融合温度来代替上述无法准确得到的背瓣立体角所对应的微波辐射体的亮度温度。这样，基于融合温度则可以方便地计算得到较为准确的背瓣辐射量。

与上述相关技术中仅将主瓣微波辐射量作为进入微波遥感仪器的辐射量的方式相比，本申请实施例，有效缩小了最终计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量与实际进入微波遥感仪器的微波辐射量之间的差异，进而也减小了定标误差，也即：提升了最终得到的定标系数的准确度。

本申请实施例的详细实现过程

实施例一

参照图1，图1为根据本申请实施例一的一种微波遥感仪器的辐射定标方法的步骤流程图。本申请实施例提供的微波遥感仪器的辐射定标方法，包括以下步骤：

步骤102，获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值。

具体地，本申请实施例中的预设状态，可以为预设的定标状态，如：在微波遥感仪器的天线前方设定位置处放置亮度温度已知的定标参考源（如：黑体参考源）；也可以为实际的工作状态。具体地：即使对于已经定标完成的微波遥感仪器，在实际使用过程中，因为环境以及仪器衰减老化等因素影响，也可能会导致微波遥感仪器的精度下降，因此，通常需要对微波遥感仪器定期进行定标，例如：可以每隔预设时长对微波遥感仪器进行一次辐射定标操作。因此，本申请实施例中的预设状态也可以为微波遥感仪器的实际工作状态。与定标状态相比，实际工作状态中可以将微波遥感仪器天线范围内的一致亮度温度的物体作为定标参考源。

步骤104，获取预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度。

具体地，通常情况下，微波遥感仪器天线背瓣立体角范围内的微波辐射环境通常较为复杂，微波辐射体较多且设置位置也较为复杂并且，微波辐射体的材质也可能各不相同，例如：可以包含由金属材料制作而成天线支撑杆、由其他非金属材料制作而成的微波遥感仪器的外壳，等等。不同材料的微波辐射体，其亮度温度可能存在差异。

本步骤中的多个微波辐射体，可以为处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的所有微波辐射体，也可以为处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的部分微波辐射体。

具体地，对于微波辐射体而言，其亮度温度与物理温度（测量温度）之间可以通过发射率系数来进行转换，因此，本申请实施例中，可以先测量得到各微波辐射体的物理温度，之后，再进行转换得到各微波辐射体的亮度温度。此处，对于具体的转换方法，不再赘述，可以参考相关技术中提到的亮度温度与物理温度之间的转换方法。

本申请实施例中，可以采用任意合适的方式，对获取到的多个微波辐射体的亮度温度进行融合，对于具体的融合策略，此处不做限定。

步骤106，基于融合温度计算得到背瓣辐射量。

如上所述，实际环境中，进入微波遥感仪器的微波辐射不仅包含微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射，还包括通过天线旁瓣接收到的微波辐射，以及，天线背瓣接收到的微波辐射。

本申请实施例中，主瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射量；旁瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线旁瓣接收到的微波辐射量；背瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线背瓣接收到的微波辐射量。

步骤108，分别计算预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对主瓣辐射量、旁瓣辐射量以及背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的辐射量。

具体地，主瓣辐射量可以通过：计算各立体角位置处微波辐射体的亮度温度与天线系统归一化方向函数（该函数为以立体角为自变量的函数）的乘积，再对乘积结果在主瓣立体角范围内进行积分得到。具体地可以通过如下公式计算得到：

其中，为主瓣辐射量；/>为主瓣立体角范围；/>为主瓣立体角；/>为主瓣立体角/>处的微波辐射体的亮度温度；/>为主瓣立体角/>处的天线系统归一化方向函数的函数值。

进一步地，在定标状态下，主瓣立体角范围的微波辐射体即为黑体参考源，假设该黑体参考源的亮度温度是，则：

相应地，旁瓣辐射量可以通过：计算各立体角位置处微波辐射体的亮度温度与天线系统归一化方向函数的乘积，再对乘积结果在旁瓣立体角范围内进行积分得到。

具体地可以通过如下公式计算得到：

其中，为旁瓣辐射量；/>为旁瓣立体角范围；/>为旁瓣立体角；/>为旁瓣立体角/>处的微波辐射体的亮度温度；/>为旁瓣立体角/>处的天线系统归一化方向函数的函数值。

进一步地，在定标状态下，当黑体参考源的尺寸足够大时，旁瓣立体角范围的微波辐射体也为黑体参考源，假设该黑体参考源的亮度温度是，则：

步骤110，根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数。

根据本申请实施例提供的微波遥感仪器的辐射定标方法，在计算进入微波遥感仪器的辐射量时，不仅考虑了通过微波遥感仪器天线主瓣接收到的主瓣微波辐射量，同时还考虑到了通过微波遥感仪器天线旁瓣接收到的旁瓣微波辐射量，以及，通过微波遥感仪器天线背瓣接收到的背瓣微波辐射量。

另外，由于微波遥感仪器天线背瓣立体角范围内的微波辐射环境通常较为复杂（微波辐射体较多且设置位置复杂），无法确定出具体的某个背瓣立体角所对应的准确的微波辐射体，进而无法准确地得到背瓣立体角所对应的准确的微波辐射体的亮度温度。但是，理论上，背瓣辐射量为与上述亮度温度密切相关的积分值，具体等于：背瓣立体角所对应的微波辐射体的亮度温度与背瓣立体角对应的天线系统归一化方向函数值这两者的乘积在背瓣立体角范围内的积分值。因此，基于上述原因，也就无法准确地计算出背瓣微波辐射量。而本申请实施例中，通过对天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度进行融合，进而通过融合温度来代替上述无法准确得到的背瓣立体角范围内微波辐射体的亮度温度。这样，基于融合温度则可以方便地计算得到较为准确的背瓣辐射量。

与相关技术中仅将主瓣微波辐射量作为进入微波遥感仪器的辐射量的方式相比，本申请实施例，有效了缩小最终计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量与实际进入微波遥感仪器的微波辐射量之间的差异，进而也减小了定标误差，也即：提升了最终得到的定标系数的准确度。

可选地，在其中一些实施例中，基于融合温度计算得到背瓣辐射量，包括：

在微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内，对微波遥感仪器天线系统的归一化方向函数进行积分运算，得到积分结果；

计算融合温度和积分结果的乘积，得到背瓣辐射量。

理论上，背瓣辐射量的具体计算方式，与旁瓣辐射量以及主瓣辐射量的计算方式类似，具体地：

其中，为背瓣辐射量；/>为背瓣立体角范围；/>为背瓣立体角；/>为背瓣立体角/>处的微波辐射体的亮度温度；/>为背瓣立体角/>处的天线系统归一化方向函数的函数值。

但是，如上所述，由于微波遥感仪器天线背瓣立体角范围内的微波辐射环境通常较为复杂（微波辐射体较多且设置位置复杂），无法确定出某个具体的背瓣立体角所对应的准确的微波辐射体，进而也无法准确地得到/>随/>的变化曲线，进而，也无法准确地求出背瓣辐射量/>。

本申请上述实施例中，通过对天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度进行融合，采用融合温度来代替上述背瓣辐射量计算公式中无法准确得到的，这样，背瓣辐射量的计算公式变为：

其中，为天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度进行融合后得到的融合温度；/>为在微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内，对微波遥感仪器天线系统的归一化方向函数进行积分运算，得到的积分结果。

通过本申请上述实施例，采用一个近似值作为背瓣辐射量，进而将上述近似的背瓣辐射量与主瓣辐射量及旁瓣辐射量求和，即可使得求和结果更接近于实际进入微波遥感仪器的辐射量。

因此，本申请上述实施例，有效缩小了最终计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量与实际进入微波遥感仪器的微波辐射量之间的差异，进而也减小了定标误差，也即：提升了最终得到的定标系数的准确度。

可选地，在其中一些实施例中，融合各亮度温度得到融合温度，可以包括：

计算多个微波辐射体的亮度温度的平均值，得到融合温度。

具体地，本申请实施例中，可以通过下述公式计算融合温度：

其中，为融合温度；/>为微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的微波辐射体的总数量；/>为微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的第i个微波辐射体的物理温度，/>为上述第i个微波辐射体的发射率（可以通过测量或者辐射体材料先验知识获得）；/>即为上述第i个微波辐射体的亮度温度。

具体地，本申请实施例中，采用微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度的平均值，来代替背瓣辐射量计算公式中的/>，进而通过/>得到更为接近实际进入微波遥感仪器的辐射量的辐射量/>。

与仅将作为进入微波遥感仪器的辐射量/>的现有方式相比，本申请上述方式优势在于：可以将上述现有方式所导致的偏差/>，缩小为由天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度序列/>所决定的误差。相比而言，上述偏差/>属于系统性偏差，而/>则是由上述亮度温度序列/>所决定的随机误差，因此，本申请实施例，通过采用微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度的平均值，来代替背瓣辐射量计算公式/>中的，可以进一步地缩小最终计算得到的进入微波遥感仪器的辐射量与实际进入微波遥感仪器的微波辐射量之间的差异，进而减小定标误差，也即：提升最终得到的定标系数的准确度。

另外，将微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度的平均值作为融合温度，这样可以使得计算得到融合温度的过程更加简单高效，因此，还可以提升定标效率。

可选地，在另一些实施例中，融合各亮度温度得到融合温度，可以包括：

根据微波辐射体在天线背瓣立体角范围内的位置信息，确定各微波辐射体对应的融合权重值；

基于各微波辐射体对应的融合权重值，和，各微波辐射体的亮度温度，进行加权求和，得到融合温度。

由于对于天线背瓣立体角范围内具有某固定亮度温度的微波辐射体而言，当其所处的具体位置不同时，天线背瓣能够接收到的该微波辐射体的辐射量也会不同。因此，基于上述原因，本申请上述实施例中，考虑到了不同微波辐射体在天线背瓣立体角范围内的位置信息，进而，根据位置信息的不同，为各微波辐射体的亮度温度设定了权重值，进而，基于上述权重值和各微波辐射体的亮度温度，通过加权求和得到融合温度。

与基于将多个微波辐射体的亮度温度的平均值作为融合温度进而计算背瓣辐射量的方式相比，上述基于将多个微波辐射体的亮度温度的加权求和结果作为融合温度进而计算背瓣辐射量的方式，可以使得计算得到的背瓣辐射量，更接近实际的通过背瓣接收到的微波辐射量，因此，可以进一步地缩小了定标误差，提升最终得到的定标系数的准确度。

可选地，在其中一些实施例中，根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数，可以包括：

根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，进行方程求解操作，得到预设状态对应的定标系数。

具体地，根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，进行方程求解操作，得到预设状态对应的定标系数的过程，可以包括如下步骤：

建立输出值与进入微波遥感仪器的辐射量之间的函数表达式；所述函数表达式中包含所述预设状态对应的定标系数；

根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量求解所述函数表达式，得到所述预设状态对应的定标系数。

例如：函数表达式可以为如下形式：

其中，为进入微波遥感仪器的辐射量；/>为输出值；/>为定标系数的数量；/>为大于0的整数；/>为第i个定标系数；N≥i≥1。

在预设状态下，对应于辐射参考源的一种亮度温度，可以得到一组、/>，因此，通过多次改变辐射参考源的亮度温度，则可以得到多组/>、/>。将得到的多组/>、/>分别代入上述函数表达式，即可通过方程求解操作得到上述预设状态对应的定标系数。

可选地，在另一些实施例中，根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数，则可以包括：

根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，进行方程求解操作，得到预设状态对应的定标系数；

获取预设状态下微波遥感仪器的状态参数；

基于预设状态对应的定标系数和状态参数构建训练数据，并基于训练数据进行神经网络模型训练，得到训练完成的定标网络模型；

获取当前状态下微波遥感仪器的状态参数，并将当前状态下微波遥感仪器的状态参数输入定标网络模型，通过定标网络模型输出当前状态对应的定标系数。

具体地，本申请实施例中，在获取到预设状态对应的定标系数之后，还可以基于定标系数和微波遥感仪器的状态参数构建训练数据，进而训练出能够表征定标系数与微波遥感仪器的状态参数之间的关联关系的神经网络模型。这样，对于任何需要进行辐射标定的场景，仅需获取当前状态下微波遥感仪器的状态参数，即可通过该神经网络模型直接输出得到当前状态对应的定标系数。因此，对于不具备定标资源，或者，自身定标资源的定标精度低的微波遥感仪器而言，仍然可以实现定标操作，并且，定标结果的准确度更高。

本申请实施例中的微波遥感仪器的状态参数，可以为影响微波遥感仪器的微波辐射响应性能的参数。由于微波遥感仪器的状态主要受辐射链路上的器件温度的影响，因此，状态参数可以包括微波遥感仪器的组成部件的温度。进一步地，微波遥感仪器的组成部件的温度，可以包括如下至少一项：微波遥感仪器的机械支撑部件（如扫描镜支架）的温度、扫描镜温度、各反射部件（如天线）的温度、馈源、接收机等温度、准光结构组件的温度、辐射制冷器的温度。

本申请实施例中，对于神经网络模型的具体类型和结构均不做限定，可以根据执行本申请实施例的辐射定标方法的电子设备的计算资源情况自定义设定。

另外，当定标系数的数量为多个时，可以通过一个统一的神经网络模型得到所有的定标系数，这样，在实际推理过程中，可以将状态参数输入至该神经网络模型中，进而通过该神经网络模型直接输出所有的定标系数；也可以分别为每个定标系数设定一个神经网络模型，在实际推理过程中，可以将状态参数分别输入至各神经网络模型中，进而得到对应的定标系数。

可选地，在其中一些实施例中，基于训练数据进行神经网络模型训练，得到训练完成的定标网络模型，包括：

构建初始定标网络模型；

将预设状态下微波遥感仪器的状态参数输入初始定标网络模型，通过初始定标网络模型得到预设状态对应的预测系数；

基于预测系数和预设状态对应的定标系数计算得到损失值；

根据损失值，对初始定标网络模型中的参数进行调整，得到训练完成的定标网络模型。

实施例二

图2为根据本申请实施例二的一种微波遥感仪器的辐射定标装置的结构框图。本申请实施例提供的微波遥感仪器的辐射定标装置，可以包括：

输出值获取模块202，用于获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值；

融合温度得到模块204，用于获取预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度；

背瓣辐射量计算模块206，用于基于融合温度计算得到背瓣辐射量；

辐射量得到模块208，用于分别计算预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对主瓣辐射量、旁瓣辐射量以及背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的辐射量；

定标系数计算模块210，用于根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数；

其中，主瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射量；旁瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线旁瓣接收到的微波辐射量；背瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线背瓣接收到的微波辐射量。

可选的，在其中一些实施例中，背瓣辐射量计算模块206，具体用于：

在微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内，对微波遥感仪器天线系统的归一化方向函数进行积分运算，得到积分结果；

计算融合温度和积分结果的乘积，得到背瓣辐射量。

可选的，在其中一些实施例中，融合温度得到模块204，在执行融合各亮度温度得到融合温度的步骤时，具体用于：

计算多个微波辐射体的亮度温度的平均值，得到融合温度。

可选的，在其中一些实施例中，融合温度得到模块204，在执行融合各亮度温度得到融合温度的步骤时，具体用于：

根据微波辐射体在天线背瓣立体角范围内的位置信息，确定各微波辐射体对应的融合权重值；

基于各微波辐射体对应的融合权重值，和，各微波辐射体的亮度温度，进行加权求和，得到融合温度。

可选的，在其中一些实施例中，定标系数计算模块210，具体用于：

根据输出值和进入微波遥感仪器的辐射量，进行方程求解操作，得到预设状态对应的定标系数。

可选的，在其中一些实施例中，定标系数计算模块210，还用于：

在得到预设状态对应的定标系数之后，获取预设状态下微波遥感仪器的状态参数；

基于预设状态对应的定标系数和状态参数构建训练数据，并基于训练数据进行神经网络模型训练，得到训练完成的定标网络模型；

获取当前状态下微波遥感仪器的状态参数，并将当前状态下微波遥感仪器的状态参数输入定标网络模型，通过定标网络模型输出当前状态对应的定标系数。

可选的，在其中一些实施例中，定标系数计算模块210，在执行基于训练数据进行神经网络模型训练，得到训练完成的定标网络模型的步骤时，具体用于：

构建初始定标网络模型；

将预设状态下微波遥感仪器的状态参数输入初始定标网络模型，通过初始定标网络模型得到预设状态对应的预测系数；

基于预测系数和预设状态对应的定标系数计算得到损失值；

根据损失值，对初始定标网络模型中的参数进行调整，得到训练完成的定标网络模型。

本实施例的微波遥感仪器的辐射定标装置用于实现前述实施例一中相应的微波遥感仪器的辐射定标方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。此外，本实施例的微波遥感仪器的辐射定标装置中的各个模块的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述，在此亦不再赘述。

实施例三

参照图3，示出了根据本申请实施例三的一种电子设备的结构示意图，本申请具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。

如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)302、通信接口(Communications Interface)304、存储器(memory)306、以及通信总线308。

其中：

处理器302、通信接口304、以及存储器306通过通信总线308完成相互间的通信。

通信接口304，用于与其它电子设备进行通信。

处理器302，用于执行程序310，具体可以执行上述微波遥感仪器的辐射定标方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序310可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

处理器302可能是CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。

存储器306，用于存放程序310。存储器306可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。

程序310可包括多条计算机指令，程序310具体可以通过多条计算机指令使得处理器302执行前述多个方法实施例中任一实施例所描述的微波遥感仪器的辐射定标方法对应的操作。

程序310中各步骤的具体实现可以参见上述方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，并具有相应的有益效果，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述多个方法实施例中任一实施例所描述的方法。该计算机存储介质包括但不限于：只读光盘（Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM）、随机存储器（RandomAccess Memory ，RAM）、软盘、硬盘或磁光盘等。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，该计算机指令指示计算设备执行上述多个方法实施例中的任一微波遥感仪器的辐射定标方法对应的操作。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本申请实施例的目的。

上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质（诸如CD-ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘）中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件（诸如专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）或现场可编辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA））的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件（例如，随机存储器（Random Access Memory ，RAM）、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、闪存等），当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。

以上实施方式仅用于说明本申请实施例，而并非对本申请实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴，本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种微波遥感仪器的辐射定标方法，其特征在于，包括：

获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值；

获取所述预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度；

在微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内，对微波遥感仪器天线系统的归一化方向函数进行积分运算，得到积分结果；计算所述融合温度和所述积分结果的乘积，得到背瓣辐射量；

分别计算所述预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对所述主瓣辐射量、所述旁瓣辐射量以及所述背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的辐射量；

根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数；所述定标系数用于表征所述进入微波遥感仪器的辐射量和所输出值之间的定量关系；

其中，所述主瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射量；所述旁瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线旁瓣接收到的微波辐射量；所述背瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线背瓣接收到的微波辐射量；

所述主瓣辐射量的计算过程包括：计算各立体角位置处微波辐射体的亮度温度与天线系统归一化方向函数的乘积，并对乘积结果在主瓣立体角范围内进行积分，得到主瓣辐射量；

所述旁瓣辐射量的计算过程包括：计算各立体角位置处微波辐射体的亮度温度与天线系统归一化方向函数的乘积，并对乘积结果在旁瓣立体角范围内进行积分，得到旁瓣辐射量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融合各亮度温度得到融合温度，包括：

计算所述多个微波辐射体的亮度温度的平均值，得到融合温度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融合各亮度温度得到融合温度，包括：

根据微波辐射体在天线背瓣立体角范围内的位置信息，确定各微波辐射体对应的融合权重值；

基于各微波辐射体对应的融合权重值，和，各微波辐射体的亮度温度，进行加权求和，得到融合温度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数，包括：

根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量，进行方程求解操作，得到所述预设状态对应的定标系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在得到所述预设状态对应的定标系数之后，所述方法还包括：

获取所述预设状态下微波遥感仪器的状态参数；

基于所述预设状态对应的定标系数和所述状态参数构建训练数据，并基于所述训练数据进行神经网络模型训练，得到训练完成的定标网络模型；

获取当前状态下微波遥感仪器的状态参数，并将所述当前状态下微波遥感仪器的状态参数输入所述定标网络模型，通过所述定标网络模型输出当前状态对应的定标系数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述训练数据进行神经网络模型训练，得到训练完成的定标网络模型，包括：

构建初始定标网络模型；

将所述预设状态下微波遥感仪器的状态参数输入所述初始定标网络模型，通过初始定标网络模型得到所述预设状态对应的预测系数；

基于所述预测系数和所述预设状态对应的定标系数计算得到损失值；

根据所述损失值，对所述初始定标网络模型中的参数进行调整，得到训练完成的定标网络模型。

7.一种微波遥感仪器的辐射定标装置，其特征在于，包括：

输出值获取模块，用于获取微波遥感仪器在预设状态下的输出值；

融合温度得到模块，用于获取所述预设状态下，处于微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内的多个微波辐射体的亮度温度，并融合各亮度温度得到融合温度；

背瓣辐射量计算模块，用于在微波遥感仪器的天线背瓣立体角范围内，对微波遥感仪器天线系统的归一化方向函数进行积分运算，得到积分结果；计算所述融合温度和所述积分结果的乘积，得到背瓣辐射量；

辐射量得到模块，用于分别计算所述预设状态下的主瓣辐射量和旁瓣辐射量，并对所述主瓣辐射量、所述旁瓣辐射量以及所述背瓣辐射量求和，得到进入微波遥感仪器的射量；其中，所述主瓣辐射量的计算过程包括：计算各立体角位置处微波辐射体的亮度温度与天线系统归一化方向函数的乘积，并对乘积结果在主瓣立体角范围内进行积分，得到主瓣辐射量；所述旁瓣辐射量的计算过程包括：计算各立体角位置处微波辐射体的亮度温度与天线系统归一化方向函数的乘积，并对乘积结果在旁瓣立体角范围内进行积分，得到旁瓣辐射量；

定标系数计算模块，用于根据所述输出值和所述进入微波遥感仪器的辐射量，计算得到定标系数；所述定标系数用于表征所述进入微波遥感仪器的辐射量和所输出值之间的定量关系；

其中，所述主瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线主瓣接收到的微波辐射量；所述旁瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线旁瓣接收到的微波辐射量；所述背瓣辐射量表征通过微波遥感仪器的天线背瓣接收到的微波辐射量。

8.一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的微波遥感仪器的辐射定标方法对应的操作。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的微波遥感仪器的辐射定标方法。