HY-2雷达高度计和微波散射计

海洋动力环境卫星(HY-2)是一种获取海洋动力环境信息的专用对地遥感卫星,计划中的我国第一颗海洋动力环境卫星(HY-2A)以微波遥感器为主,包括一台雷达高度计、一台微波散射计和一台多通道微波辐射计。介绍HY-2雷达高度计和微波散射计的系统设计和主要技术指标。

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。

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。

用星载微波散射计测量海洋风场的反演方法研究

Ｓｅａｓａｔ－Ａ卫星散射计（ＳＡＳＳ）成功地测量了全球海洋上的风矢量场。其技术基础基于微波后向散射对由海表面风产生的海面厘米级波的敏感性。由于后向散射是各向异性的，所以可以从而个或更多的天线方位角的测量中反演出风速、风向由于散射物理模型函数的非线性及信号中噪声的存在，使得风场反演中存在风向多解。本文给出了一种从ＳＡＳＳ测量的后向散射强度的数据中反演出大尺度海洋风场的新的方法，计算结果与Ｐｅｔｅｃｈｅｒｙｃｈ等［５］利用ＳＡＳＳ表面风分析的结果比较在风向上是吻合的，在风速上我们得到的结果更接近于表面真实风速。

HY-2卫星微波散射计反演风矢量产品真实性检验方法研究

海洋二号(HY-2)卫星微波散射计主要用于测量海表面的风速和风向,为了确保地面应用系统业务化处理软件生产产品的质量,必须对其生产产品进行真实性检验,为数据产品的定量化应用提供依据。本文基于NCEP分析资料数据,对HY-2卫星微波散射计反演风矢量产品进行了真实性检验,检验结果表明:采用NCEP分析数据,除了可以给出HY-2卫星微波散射计反演风矢量产品的整体精度评价之外,还可以用于快速分析与圆锥扫描笔形波束体制相关及测量机理的精度特性分析,辅助分析识别仪器在轨测量性能的短期异常。

星载微波散射计技术及其在极地的应用

简要介绍了微波散射计的原理、星载微波散射计的发展状况及用于提高散射计图像空间分辨率的图像滤波重建算法。在此基础上结合几种星载微波散射计数据简要介绍了微波散射计在南北两极的应用情况 (海冰图测绘、海冰运动监测、海冰分类、极地冰盖研究等 )及其未来研究展望。

多波段全极化微波散射计系统的设计与分析

基于先进的矢量网络分析仪，组建了一套用于地物后向散射特性测量的多波段（2－18GHZ）全极化散射计系统，本文对系统的硬件组成及软件设计给出了详细的介绍和分析，并根据绝对校准实验和实际测试结果对该系统的性能予以讨论。综合分析表明，利用矢量网络分析仪的时域门功能，合理选择设置参数，可实现地物散射系数的精确测量。

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。

基于单积分方程矩量法的海洋表面微波散射模拟

本文使用单积分方程矩量法 ,对风场驱动下的海洋表面微波散射进行数值模拟 .海洋随机粗糙面用三角形贴片模型来拟合 ,核心算法是基于快速傅立叶变换技术的多层稀疏矩阵规范网格法 .针对海水的高导电性 ,引入了局部化近似方法 .数值结果验证了算法的正确性和计算效率 ,并对L波段的微波散射进行了计算分析 .

海洋二号卫星微波散射计自然扩展目标在轨定标

海洋二号卫星微波散射计(HY-2 Scatterometer,HY-2 SCAT)是一种旋转扫描笔形波束散射计,能够对同一观测面元提供4次方位角和入射角的观测组合,并通过地球物理模型反演海面风场.为达到设计的风场反演精度,要求其系统定标精度达到0.5 dB.利用不同区域自然扩展目标对HY-2 SCAT进行在轨外定标,并与OSCAT散射计在同时期内的测量结果进行了对比.定标结果显示可以消除因散射计天线指向偏差带来的方位向测量误差.针对HY-2 SCAT方位向测量偏差进行了误差分析,利用仿真方法以及海洋二号卫星雷达高度计同期测量数据的反演结果进行比对,验证了误差来源.

海洋二号有效载荷微波散射计数据处理系统的设计

海洋二号有效载荷微波散射计是由中科院空间中心研制的一种星载微波遥感器。它采用笔型波束圆锥扫描脉冲体制,主要用来测量海面风矢量,具有广泛的应用需求。着重介绍了散射计的数据处理系统的功能、结构及部分实验结果。

土壤水分反演中的主动微波散射模型

作为地表水循环的重要组成部分,土壤水分含量的监测已经成为农业、水文、气象和生态环境等领域的研究热点之一,尤其对现代农业中的精确灌溉、旱情监测和产量估计具有深刻的现实意义。微波后向散射强度与土壤水分之间密切的相关关系使主动微波遥感技术成为高空间分辨率的土壤水分监测中最有效的方法之一。高性能微波散射模型的缺乏是限制土壤水分反演应用的主要因素。分别针对裸露地表和植被覆盖地表,首先分析了常用的微波散射模型,然后对影响土壤水分监测的因素进行探讨;并在实际应用举例中,对常用的主要影响因素校正方法进行分析总结。

小旋转椭球粒子群的微波散射特性

文中从不同方向线性偏振的入射波对小旋转椭球状降水粒子极化产生的散射出发 ,推导出散射能流密度函数 ,以及降水粒子群旋转轴处于不同状态下的散射截面 ,得出散射截面随降水粒子相态和入射波波长变化的一些曲线 ,其结果可供遥感反演计算使用。

海面风速微波散射测量与分析

为了深入研究海面风的微波散射特性 ,利用海洋石油平台和飞机作为仪器的工作平台 ,对海面微波散射特性进行了测量 ,并应用统计分析方法 ,对测量数据作处理分析。结果表明 ,海面微波后向散射系数 (σ°)值与海面风速成线性关系 ,随风速增大而增大。同时 ,σ°值与夹角及散射计天线入射角、极化方式有关。结合对海面微波散射算法中 Phillips模式的分析比较 ,得到

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。

海面微波散射与风生波短波谱

从海面微波散射的物理机制出发 ,在短波平衡范围条件下 ,讨论了风生波短波谱形式 ,通过对不同波段的微波散射数据分析 ,建立起能适应相当宽微波波段 ( 0 .42 8— 34.4GHz)的海面微波散射模型。文中对若干个波段的微波散射系数进行了试算 ,并与实测资料进行了比较 。

星载微波散射计的在轨定标技术现状及展望

星载微波散射计通过测量海面不同方位向的后向散射系数反演出海面的风速和风向,为了满足测量精度要求,必须对其进行在轨定标。本文总结了现有微波散射计的在轨定标技术,包括有源定标器法、陆地自然目标法、海洋目标法和星星交叉定标法;然后分析了每种定标方法的优缺点;最后,描述了现有定标方法适用扇形波束体制散射计和笔形波束圆锥扫描体制散射计的特性。

棉田微波散射研究

在分析已有散射模型的基础上，依据广义ＲａｙｌｅｉｇｈＧａｎｓ近似，计算了微波在土壤、棉层中散射的一级和二级效应，对影响散射的主要因子（入射波频率、入射角，棉叶冠层厚度、棉叶大小、叶厚、空间分布等）进行了分析。其中最主要的影响因子是入射波频率与棉叶大小的相对比值。研究结果表明：对于已封垄的棉田散射，在小入射角时以土壤的面散射为主；而在较大入射角时。

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。

大气对微波散射计回波信号衰减的修正方法研究

为了使微波散射计测得的海面后向散射具有足够的精度，必须考虑大气对微波衰减的影响。大气对微波的衰减可以用微波辐射计来测定。本文将估算晴空、云和降雨天气下的衰减系数，讨论计算海面发射率及用微波辐射计剩余亮温估算散射计工作频率下大气衰减的方法。