专利名称：一种直接相关型全极化微波辐射计接收机定标方法
技术领域：
本发明涉及一种直接相关型全极化微波辐射计接收机定标方法，属于微波遥感领域。
背景技术：
微波辐射计是测量目标自身微波辐射计能量的被动微波遥感仪器。与传统的微波辐射计相比，直接相关型全极化微波辐射计通过对V、H通道进行复相关处理，可以测量 Stokes第三、第四参量，进而可以反演得到风场结果。微波辐射计是一种绝对测量仪器，必须进行定标，以确保其测量遥感参数的反演精度，须通过深入分析各种因素对定标精度的影响方式和程度，采取措施克服其影响，提高定标精度。定标是实现定量化微波遥感的前提，是微波辐射计进行绝对测量的重要步骤。定标精度不仅反映了仪器研制水平的高低，而且也影响微波辐射图象解译和判读的准确度。 对于直接相关型全极化微波辐射计而言，由于系统处理方法较传统微波辐射计更加复杂， 对于极化亮温测量结果的影响因素更多，所以有必要对接收机进行定标，消除测量误差，从而得到高精度的极化亮温信息。目前对于直接相关型全极化微波辐射计的接收机定标有以下两种方法(1)制作全极化定标源，通过全极化定标源输入不同温度点的极化亮温信息，来确定接收机的全极化定标方程，通过解全极化定标方程最终可以获得定标后的极化亮温信息。(2)采用单级噪声注入的方法对直接相关型微波辐射计接收机进行定标，这种方法通过单级相关噪声通过功分器注入到V、H路接收机，通过输出的复相关系数以及外界测量得到的功分器的物理温度、接收机和功分器的增益对极化亮温误差进行校正，完成定标。上述方法的不足之处在于(1)全极化定标源要求加工精度高，制作复杂，实现比较困难，并且星载安装复杂，目前还没有方法能够标定全极化定标源，这对全极化定标源的应用带来极大影响。(2)对于单级噪声注入接收的定标方法，定标过程中需要测量功分器的增益、温度和接收机的增益，这就要求在星载应用过程中卫星要具备很高精度的温度控制水平，并且由于接收增益的起伏变化会带来很大的误差，定标精度难以保证。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种直接相关型全极化微波辐射计接收机定标方法，通过分步定标的过程，对接收机产生的不同误差进行相应的校正。该方法实现简单、可靠性高，为直接相关型全极化微波辐射计未来应用打下关键基础。本发明的技术解决方案是一种直接相关型全极化微波辐射计接收机定标方法，步骤如下(1)当所述直接相关型全极化微波辐射计的接收机接收到定标指令时，直接相关型全极化微波辐射计进入定标状态，进行接收机定标；所述直接相关型全极化微波辐射计的相关噪声源分时产生高温相关噪声信号和低温相关噪声信号，并输入到接收机中；之后进入步骤O)；(2)对接收机进行四点定标，具体方法如下通过公式
权利要求
1. 一种直接相关型全极化微波辐射计接收机定标方法，其特征在于步骤如下(1)当所述直接相关型全极化微波辐射计的接收机接收到定标指令时，直接相关型全极化微波辐射计进入定标状态，进行接收机定标；所述直接相关型全极化微波辐射计的相关噪声源分时产生高温相关噪声信号和低温相关噪声信号，并输入到接收机中；之后进入步骤O)；(2)对接收机进行四点定标，具体方法如下通过公式I, = (ν ;、计算V路接收机的电压偏置V。fCT，所述V路接收机V 2K ~VAv)~\VW Vzv)为垂直极化接收机；其中，Viv为V路接收机输入所述低温相关噪声信号且不加衰减器的检波器输出电压值；V2v为V路接收机输入所述高温相关噪声信号且不加衰减器的检波器输出电压值；V3v为V路接收机输入所述低温相关噪声信号且加衰减器的检波器输出电压值；V4v为V路接收机输入所述高温相关噪声信号且加衰减器的检波器输出电压值；γ y -γ y通过公式=爪2"y\_(y Zv、计算H路接收机的电压偏置V。ffH，所述H路接收ν 2// VAH) ν 1// vIHf机为水平极化接收机；其中，Vih为H路接收机输入所述低温相关噪声信号且不加衰减器的检波器输出电压值；V2h为H路接收机输入所述高温相关噪声信号且不加衰减器的检波器输出电压值；V3h为H路接收机输入所述低温相关噪声信号且加衰减器的检波器输出电压值； V4h为H路接收机输入所述高温相关噪声信号且加衰减器的检波器输出电压值；(3)对所述直接相关型全极化微波辐射计的复相关器的输出进行去归一化处理得到复相关函数V'，通过如下步骤进行(3. 1)通过公S^4_/=^^(Re[Mr~] + Im[M2‘ ])对ν路接收机和Η路接收机进行正交误差校正，其中Mkj为校正后的复相关系数，为复数，ykj为复相关器输出的相关系数，M1、M2 为校正因子，为复数，且 M1 = cos ‘ kJ+j 'SinekjjM2 = cos kJ+j sin ‘ kJ,其中，Θ =与=^ +字，0qJ> θ*分别为V路、H路接收机正交误差，且有 2 2 2 2{，=-arcSm(H分别为V路接收机I、Q通道通过复相关器的输出值和H路^=-arcsmK) 接收机I、Q通道通过复相关器的输出值； (3. 2)通过公式c _ KlKl M^pw -VowWih -Voffll)-M^^lvw -VowWw - V0 ~ SwSt20^(V2V-VW)(V2H-VIH)计算消条纹函数在零点的取值G，其中，S1(l、为噪声功分网络的S参数，Mf2、Μξι 分别为接入高温相关噪声信号和接入低温相关噪声信号校正后的复相关系数；(3. 3)通过公式广=V^计算得到复相关函数V'，其中ΓΛ 分别为接收机连G接天线时的V路、H路噪声温度，且C = (Vy-Vow)ZKp ,T^ = (Vff-Vom)IKfi，其中Kv和Kh分别为所述直接相关型全极化微波辐射计通过口面定标得到的V路接收机增益和H路接收机增益，Vv, Vh为V路接收机和H路接收机检波器测量值；(4)在完成步骤C3)之后，接收机连接匹配负载，从而得到输入V路接收机和H路接收机的非相关噪声信号，通过公式F计算得到残留复相关函数V"，其中TV、TH通过直接相关型全极化微波辐射计口面定标得到，分别为V、H路接收机连接匹配负载时的噪声温度，最后，通过公式f = f 算得到校正后的复相关函数f ；(5)根据步骤中得到的校正后的复相关函数f，将表示成T3+j*T4的复数形式， 则得到极化亮温T3即为的实部，极化亮温T4即为2^的虚部，从而完成对接收机的定标。
全文摘要
一种直接相关型全极化微波辐射计接收机定标方法，按照分步定标的方法，完成对接收机定标。首先采用两个输出温度不同(高温源、低温源)的相关噪声源产生的信号依次通过噪声功分网络注入V(垂直极化)和H(水平极化)接收机，通过四点定标求得接收机电压偏置；其次利用输入高温源和低温源的结果求得接收机消条纹函数在零点的取值，再求得V路接收机和H路接收的接收噪声温度，完成去归一化处理；最后通过非相关噪声注入，完成对接收通道残留误差的校正得到最终校正后的复相关函数，进而可以得到全极化亮温。本发明具有定标精度高、实现简单、可靠性高，适于星载应用，具有广阔的市场应用前景。
文档编号G01S7/40GK102353944SQ20111014667
公开日2012年2月15日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者吕容川, 李一楠, 李延明, 李 浩, 段崇棣 申请人:西安空间无线电技术研究所