星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术(Ⅰ):天线温度方程推导

星载极化相关型全极化微波辐射计是一种新型空间被动微波遥感仪器,为海面风场等海洋大气环境参数的遥感探测提供了重要技术途径.天线交叉极化校正是其数据预处理算法的重要环节.本文针对星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正需求,以极化相干检测理论为基础,结合Stokes参数的定义,自主推导了其适用的全极化天线温度方程.该方程针对四个Stokes参数天线温度,引入了Stokes参数之间交叉极化的振幅和相位,并考虑了极化旋转角对天线方向图计算的影响.最后,建立了天线扫描波束与地球场景的几何对应关系,对天线温度方程中各参数的确定方法进行了探讨.全极化天线温度方程的建立为进一步开展星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正奠定了基础.

星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化校正技术(Ⅱ):校正试验

创建了地球场景数据集,结合全极化微波辐射传输模型,仿真了地球场景亮温.基于自主推导的全极化天线温度方程,通过GRASP9软件生成天线方向图,模拟了辐射计的天线温度.进而利用多元线性回归方法,求取了天线交叉极化校正M矩阵,实现了对星载极化相关型全极化微波辐射计天线交叉极化的校正.试验结果表明:天线温度与地球场景亮温之间具有良好的线性关系;天线交叉极化对全极化微波辐射计正交通道亮温影响明显,尤其以对垂直极化亮温误差的影响最为显著;校正后各通道的天线交叉极化得到了有效的减小,交叉极化优于23dB,极化纯度大于99.5%,采用M矩阵校正及消除天线温度中交叉极化亮温影响的方案是切实可行的.该校正技术可以实现星载极化相关型全极化微波辐射计在轨运行后对于天线交叉极化的最终校正.