旋转扫描散射计海面风场检测仿真研究

该文对Ku波段旋转扫描星载散射计进行了仿真研究。通过仿真模型建立、分辨面元提取与风矢量模糊解消除,分析了散射计地面与星载定标特性,给出了散射计工作特性仿真结果。通过对均匀与旋涡两种模拟输入风场的仿真,表明这种旋转扫描散射计风场检测及利用Moore方程进行风场反演的有效性。

利用定标站对旋转扫描扇形波束散射计的信号频率估计

该文基于中法海洋卫星(Chinese-French Oceanic Satellite,CFOSAT)雷达散射计系统参数,给出了可行的在轨Doppler预补偿方法并利用地面定标站实现对RFSCAT信号频率的估计。对比了3种信号频率估计方法,通过仿真分析表明,可达到优于0.05k Hz的频率估计精度。仿真结果表明,通过把估计的频率与Doppler预补偿查找表和Doppler频率进行比较,可实现对RFSCAT在轨Doppler预补偿状态及生命周期内的载频漂移监测。

基于定标站的旋转扫描扇形波束散射计在轨定标方法

RFSCAT具有较宽刈幅并能够对同一个风单元提供较多的方位角和入射角观测组合,提高风场反演精度。为了达到设计的风场反演精度,必须对散射计进行在轨外定标。该文基于中法海洋卫星(Chinese-French Oceanography Satellite,CFOSAT)雷达散射计的系统参数,给出了一种利用地面定标站(Calibration Ground Station,CGS)对RFSCAT进行在轨外定标的定标方法,并利用仿真数据进行验证。该方法能够达到0.01°的姿态角估计精度和0.1 d B天线方向图估计精度,实现对RFSCAT天线方向图在轨监测和验证。

中法海洋卫星散射计噪声分析及自适应估计

针对星载扇形波束扫描散射计数据预处理中噪声能量估计问题,对中法海洋卫星(China-France oceanography satellite,CFOSAT)微波散射计数据稳定性及其对噪声能量估计的影响进行了分析,基于内部噪声信号和内定标信号构建了噪声能量估计的二元多项式模型,实现了散射计噪声能量的自适应估计。微波散射计数据预处理中需要由回波能量中去除噪声能量获得观测信号的能量,噪声能量的准确估计是获得高精度后向散射系数的前提。CFOSAT散射计数据验证表明,该方法在数据稳定性较差的条件下,也能够自适应地获得准确的后向散射系数,进而获得稳定、准确的海面风场反演性能。

CFOSAT散射计几何定位验证与精度初步评估

采用STK软件对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计几何定位算法进行了验证。针对CFOSAT散射计扇形波束扫描观测体制,分别就扇形波束扫描散射计几何定位原型算法、包含天线安装误差的完整几何定位算法利用STK进行了详细验证。结果表明了CFOSAT扇形波束散射计几何定位算法的准确性,与STK几何定位结果偏差在100 m以内。在此基础上,结合有源定标器实验数据,对CFOSAT实际观测数据几何定位参数进行了校正,给出了CFOSAT散射计几何定位精度的初步评估。