星载全极化微波散射计系统仿真、性能分析与参数优化

来源 :第三届微波遥感技术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yesw04
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  微波散射计作为一种主动微波遥感器用于海面风场的测量已经有很长的历史。风场测量散射计通过测量不同入射方位角的海面后向散射系数来反演海面风速和风向。但现有海面风场测量微波散射计还存在一些重要的缺陷:首先,现有的微波散射计均为单极化或双极化(HH和/或VV)测量,由于HH极化和VV极化在风场调制作用下关于方位向具有相同的对称特性,导致微波散射计风矢量反演过程中产生风向解模糊问题(对不同入射角组合数,模糊程度不同),需要利用附加信息进行去模糊处理;其次,对于扫描体制微波散射计,星下点附近区域和观测刈幅边缘区域由于观测角组合数和信噪比(对于扇形波束)降低等原因,风场反演性能有较大下降,从而在整个刈幅范围内风场反演一致性较差;另外,现有同极化微波散射计在高风速条件下和有降雨条件下风场测量精度显著降低。全极化微波散射计是微波散射计技术的发展,在现有微波散射计同极化测量能力的基础上,增加交叉极化(HV和/或VH)的测量,在功率测量的基础上,进行相位测量,并在数据处理中进行各散射分量的复相关处理,获得相关系数和相对相位,从而得到相关散射矩阵。初步的研究表明,全极化微波散射计能够有效改善风向解模糊问题,并具有提高高风速和有降水条件下海面风场测量能力的潜力。特别地,它能显著提高星下点以及刈幅远端的风场反演能力,并改善高风速条件下的风向反演精度。由于采用了全极化测量机制,引入了对通道间极化隔离度,交叉极化通道信噪比,相关系数的传递误差,全极化地球物理模型(PGMF)误差等因素的考量。因此,有必要建立全极化微波散射计的系统仿真模型,并在系统模型基础上分析全极化微波散射计遥感海面风场的性能,进而设计并优化全极化微波散射计的系统参数,为星载全极化微波散射计的研发和应用提供参考依据。
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