[發(fā)明專利]用于海面溫度探測的多層次微波綜合孔徑定標裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112067140A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 趙鋒;陳雄;姜麗菲;孫彥龍;欒英宏;姚崇斌;徐紅新;王平凱
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01K11/00;G01K15/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明提供了一種用于海面溫度探測的多層次微波綜合孔徑定標方法及系統(tǒng)，包括：將通過紅外探測獲得的紅外海面溫度遙感數據和通過微波探測獲得的海面溫度微波數據之間建立映射關系；基于目標精度的紅外海面溫度遙感數據和映射關系，獲得海面溫度微波數據的誤差分布規(guī)律；應用的誤差分布規(guī)律對海面溫度微波數據進行標校，獲得全天時全天候海面溫度遙感數據。本發(fā)明通過制冷紅外探測器組件獲取微波同時間、同空間和同路徑的紅外海面溫度遙感數據，晴天獲得微波誤差分布規(guī)律，陰天應用規(guī)律標校海溫產品，綜合微波遙感全天時、全天候的探測優(yōu)勢和紅外海面溫度探測精度高，實現(xiàn)產品級海面溫度標定，提高綜合孔徑海面溫度微波遙感的探測精度和分辨率。

技術領域

本發(fā)明涉及海面溫度，具體地，涉及一種用于海面溫度探測的多層次微波綜合孔徑定標裝置及方法。

背景技術

海面溫度的獲取方式主要通過傳統(tǒng)的海表實測和衛(wèi)星遙感數據的反演。傳統(tǒng)的海面溫度測量主要依靠輪船、浮標等，這些數據獲取的時間跨度較長，測量精度相對較高，但分布離散且不均勻，不能夠滿足實際需求。

自20世紀70年代末首顆氣象衛(wèi)星發(fā)射以來，人們嘗試通過遙感技術獲得海面溫度遙感數據。通過遙感方法獲取海面溫度遙感數據的方法主要包括熱紅外探測以及微波探測。利用紅外探測海面溫度，能夠獲得高分辨率高精度的海面溫度信息，但是紅外探測方法受到大氣、云層等因素的影響。海洋表面輻射的熱紅外信息不能穿透云層，而云層的溫度普遍偏低，這部分信息一般需要剔除，這導致了熱紅外反演的海面溫度場往往存在較大區(qū)域的缺失，而且針對遙感數據的云檢測算法并不能檢測到所有的云層區(qū)域，特別是一些薄云區(qū)域，很容易導致部分區(qū)域反演結果出現(xiàn)較大的偏差。

微波頻段則可以有效的穿透云層，并且基本不受大氣等因素的影響，能夠全天時全天候的獲取大尺度下的海面溫度信息，能夠滿足實際對海面溫度的需求。但現(xiàn)有技術中并沒有將微波遙感和紅外遙感相結合，以獲取高精度高分辨率的海面溫度的方案。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于海面溫度探測的多層次微波綜合孔徑定標裝置及方法，綜合紅外遙感和微波遙感的優(yōu)勢，采用紅外遙感完成微波遙感產品級標定，從而完成多層次微波遙感定標，增強微波遙感的定標精度和分辨率，滿足實際需求。

根據本發(fā)明提供的用于海面溫度探測的多層次微波綜合孔徑定標方法，包括如下步驟：

步驟S1：將通過紅外探測獲得的紅外海面溫度遙感數據和通過微波探測獲得的海面溫度微波數據之間建立映射關系；

步驟S2：基于目標精度的所述紅外海面溫度遙感數據和所述映射關系，獲得海面溫度微波數據的誤差分布規(guī)律；

步驟S3：應用所述的誤差分布規(guī)律對海面溫度微波數據進行標校，獲得全天時全天候海面溫度遙感數據。

優(yōu)選地，還包括如下步驟：

步驟S4：采用地面定標場數據與獲取的海面溫度遙感數據進行所述標校的效能進行評估。

優(yōu)選地，在步驟S1之前還包括如下步驟：

對所述紅外海面溫度遙感數據和所述海面溫度微波數據進行預處理以生成目標精度的所述紅外海面溫度遙感數據、所述海面溫度微波數據，以用于建立映射關系。

優(yōu)選地，在步驟S1中采用制冷紅外探測器組件，獲取與所述微波同時間、同空間和同路徑的紅外海面溫度遙感數據。

優(yōu)選地，在步驟S1中將通過紅外探測獲得的紅外海面溫度遙感數據和通過微波探測獲得的海面溫度微波數據匹配數據集作為訓練數據集，對深度神經網絡模型進行訓練確定所述紅外海面溫度遙感數據和所述海面溫度微波數據之間的映射關系。

優(yōu)選地，在步驟S2中，將所述目標精度的所述紅外海面溫度遙感數據輸入所述深度神經網絡模型確定所述海面溫度微波數據的誤差分布規(guī)律。