[發(fā)明專利]一種主被動(dòng)聯(lián)合遙感探測(cè)的工作模式及時(shí)序設(shè)計(jì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110760246.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113419236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 欒英宏;呂利清;劉瑞;李丹;馮劍鋒;姚崇斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天測(cè)控通信研究所
• 主分類號(hào): G01S13/86
• 分類號(hào): G01S13/86;G01S13/90;G01S13/88;G01N22/04
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 黃超宇;胡晶

本發(fā)明公開(kāi)了一種主被動(dòng)聯(lián)合遙感探測(cè)的工作模式及時(shí)序設(shè)計(jì)，包括主動(dòng)遙感工作模式和被動(dòng)遙感工作模式，所述主動(dòng)遙感工作模式為雷達(dá)發(fā)送和接收信號(hào)，主動(dòng)遙感采用電掃描合成孔徑雷達(dá)工作模式，在衛(wèi)星飛行的交軌方向通過(guò)多個(gè)波位成像拼接合成大的地面觀測(cè)區(qū)域；所述被動(dòng)遙感工作模式為輻射計(jì)接收目標(biāo)自輻射信號(hào)，被動(dòng)遙感采用一維綜合孔徑輻射計(jì)工作模式，在交軌方向天線陣列單元波束同步覆蓋相同的視場(chǎng)區(qū)域。因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹鞅粍?dòng)聯(lián)合遙感探測(cè)的工作模式及時(shí)序設(shè)計(jì)，可獲得同源、同時(shí)間、同視場(chǎng)的微波主被動(dòng)聯(lián)合高分辨率、高精度遙感數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及L波段微波遙感土壤濕度領(lǐng)域，特別涉及一種主被動(dòng)聯(lián)合遙感探測(cè)的工作模式及時(shí)序設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

天基遙感是最具潛力的大尺度、長(zhǎng)時(shí)間序列信息獲取的途徑，它把傳統(tǒng)的“點(diǎn)”測(cè)量方法獲取的有限代表性的信息擴(kuò)展為更加符合客觀世界的“面”信息(區(qū)域信息)，并且可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)大范圍區(qū)域的重復(fù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以較大程度地排除人為干擾，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。將衛(wèi)星遙感應(yīng)用于水資源管理監(jiān)測(cè)和旱澇監(jiān)測(cè)、預(yù)警，能極大地對(duì)地面水利監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充。

大量的理論模型和試驗(yàn)表明，土壤的微波散射與輻射強(qiáng)烈地依賴于土壤的水分變化，利用干燥土壤和液態(tài)水分在介電特性上存在巨大差異這一特性可反演土壤中含水分量。但是地表輻射的電磁波在傳播過(guò)程中，除了受到土壤水分的影響以外，同時(shí)還會(huì)受到土壤表面粗糙度和土壤以上植被覆蓋的影響，這兩種影響必須在土壤水分反演過(guò)程中進(jìn)行校正和消除。

微波遙感對(duì)于土壤水分變化(介電常數(shù))對(duì)于較高的敏感性，同時(shí)具備全天時(shí)全天候的探測(cè)能力，相比于可見(jiàn)光和近紅外等波段具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。理論和試驗(yàn)研究表明，隨著波長(zhǎng)的增加，微波對(duì)于土壤水分的變化越敏感而且對(duì)于植被和土壤的穿透能力越強(qiáng)，因此當(dāng)前最適宜用于土壤水分反演的波段為L(zhǎng)波段。其中，L波段輻射測(cè)量(被動(dòng))對(duì)于土壤水分變化具有最高的敏感性，可為土壤水分的反演提供最可靠的觀測(cè)數(shù)據(jù)；而L波段散射測(cè)量(主動(dòng))對(duì)于地表形狀信息具有高敏感性，能夠反映地表粗糙度和植被的變化，為土壤水分反演有效提供校正信息。并且主動(dòng)與被動(dòng)觀測(cè)具有一定的相關(guān)性，主動(dòng)觀測(cè)一般具備更高的空間分辨率，可對(duì)被動(dòng)觀測(cè)進(jìn)行降尺度以提高空間分辨率。

因此，用L波段微波主被動(dòng)聯(lián)合遙感，可提供高分辨率、高觀測(cè)精度的大范圍全球土壤濕度的遙感。主動(dòng)探測(cè)采用大發(fā)射功率的雷達(dá)，被動(dòng)探測(cè)采用高靈敏度的輻射計(jì)，主被動(dòng)聯(lián)合工作模式及時(shí)序的設(shè)計(jì)是保證高精度遙感探測(cè)的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種主被動(dòng)聯(lián)合遙感探測(cè)的工作模式及時(shí)序設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)L波段主動(dòng)散射探測(cè)和被動(dòng)輻射探測(cè)聯(lián)合探測(cè)。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

一種主被動(dòng)聯(lián)合遙感探測(cè)的工作模式及時(shí)序設(shè)計(jì)，包括主動(dòng)遙感工作模式和被動(dòng)遙感工作模式，其中：

所述主動(dòng)遙感工作模式為雷達(dá)發(fā)送和接收信號(hào)，主動(dòng)遙感采用電掃描合成孔徑雷達(dá)工作模式，在衛(wèi)星飛行的交軌方向通過(guò)多個(gè)波位成像拼接合成大的地面觀測(cè)區(qū)域；

所述被動(dòng)遙感工作模式為輻射計(jì)接收目標(biāo)自輻射信號(hào)，被動(dòng)遙感采用一維綜合孔徑輻射計(jì)工作模式，在交軌方向天線陣列單元波束同步覆蓋相同的視場(chǎng)區(qū)域。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)遙感在星下點(diǎn)交軌方向左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)7個(gè)子波位，通道各子模塊分別成像，之后通過(guò)拼接合成大的地面觀測(cè)區(qū)域±37°。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)遙感在每個(gè)波位上，天線都駐留170ms，然后通過(guò)相控陣調(diào)整天線增益和相位切換到下一個(gè)波束，并再次駐留固定時(shí)間；通過(guò)電掃方式重復(fù)這一過(guò)程到所有波束都掃描一遍，然后返回到第一個(gè)波束，從而完成了一個(gè)2.38s的掃描周期。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)遙感設(shè)計(jì)在雷達(dá)沿交軌方向掃描完整周期歸位時(shí)，飛行方向的觀測(cè)區(qū)域連續(xù)拼接。