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题名星载干涉成像高度计在轨干涉处理方法研究
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作者
孙圣淇
石晓进
张云华
杨杰芳
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机构
中国科学院国家空间科学中心中国科学院微波遥感技术重点实验室
中国科学院大学
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出处
《遥感技术与应用》
CSCD
北大核心
2024年第3期569-578,共10页
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基金
国家重大航天项目,国家重点研发计划(2016YFC1401004)。
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文摘
干涉成像高度计是一种新体制雷达高度计,可以获得宽刈幅、高分辨率和高精度的海面高程信息。但其在轨工作原始数据量巨大,无法全部下传,而且传统用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据压缩的块自适应量化算法(Block Adaptive Quantization,BAQ)会显著增加干涉成像高度计的测高误差,且数据压缩比较低。因此,在保证海面高程测量精度的前提下,大幅压缩原始数据量的在轨处理算法研究具有重要意义。基于干涉成像高度计海洋观测区域的工作时序和干涉处理方法,提出了两项改进算法:①提出一种基于目标位置估计的图像配准和去平地效应方法,相比基于轨道参数的配准和去平地效应方法,大幅降低了运算量,同时可以去除由于小角度入射导致的快速变化的平地条纹;②针对干涉成像高度计在小入射角时地距分辨率变化剧烈的情况,提出了一种插值平均的多视方法,能够降低均匀窗口多视引入的测高误差。利用天宫二号三维成像微波高度计获得的海面数据验证该方法的可行性和对测高精度的影响,实验结果表明:当在轨分辨率为300 m×300 m时,该方法数据压缩比为46.99;当地面产品分辨率为5 km×5 km时,在轨处理算法引入的相位误差标准差小于0.0049°,测高误差标准差小于0.26 cm,相对于BAQ算法,该方法具有数据压缩比高、测高误差小的优势,更适合于未来新一代宽刈幅干涉成像高度计在轨数据处理。
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关键词
天宫二号三维成像微波高度计
在轨处理
平地效应
多视处理
数据压缩比
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Keywords
tiangong-2 interferometric imaging radar altimeter
On-orbit processing
Flat earth
Multilook
Data compression ratio
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分类号
TN953
[电子电信—信号与信息处理]
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题名天宫二号干涉成像雷达高度计的基线倾角反演
被引量：4
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作者
孙馨怡
张云华
董晓
翟文帅
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机构
中国科学院微波遥感技术重点实验室中国科学院国家空间科学中心
中国科学院大学
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出处
《遥感技术与应用》
CSCD
北大核心
2019年第2期331-336,共6页
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基金
国家重点研发计划(2016YFC1401004)
载人航天工程(921-2)
山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项(2018SDKJ0102-1)资助
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文摘
天宫二号干涉成像雷达高度计是国际上第一个采用小入射角和短基线干涉测量技术实现宽刈幅海面高度测量的高度计。利用其在拓展试验中获取的星下点干涉回波进行干涉相位处理,进而根据几何关系对干涉基线的倾角进行了反演,并将反演结果与平台测量的横滚角进行了对比以验证利用干涉相位进行干涉基线倾角测量的技术。天宫二号平台姿态是相对于地心来进行控制的,而从干涉回波反演出的基线倾角是相对于地表的。由于地球是一个椭球体,因此反演得到的基线倾角与平台测量的横滚角两者之间存在一个与轨道有关的系统偏差,经校正后得到了符合预期的结果:两者测量的横滚角变化趋势以及标准差均相符合。
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关键词
天宫二号干涉成像雷达高度计
星下点回波
干涉相位
基线倾角
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Keywords
tiangong-2 interferometric imaging radar altimeter(InIRA)
Nadir echoes
interferometric phase
Baseline incline angle
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分类号
TP75
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名天宫二号成像高度计海洋内波特征及振幅反演
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作者
安潇楠
张云华
董晓
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机构
中国科学院国家空间科学中心中国科学院微波遥感重点实验室
中国科学院大学
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出处
《遥感技术与应用》
CSCD
北大核心
2024年第5期1141-1150,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2016YFC1401004)。
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文摘
海洋内波是一种重要的中尺度海洋现象,星载合成孔径雷达(SAR)是其常用的观测手段之一。2016年发射的天宫二号干涉成像高度计(TG2-InIRA)第一次以1°~8°小入射对海洋进行干涉成像观测,以实现宽刈幅海面高度测量,目前尚无针对该入射角范围的内波成像模型开展研究的报道。基于TG2-InIRA图像建立了小入射角海洋内波一维成像模型,利用该模型对海洋内波成像特征进行了仿真分析,并采用变分模态分解(VMD)方法对内波参数进行反演。为验证模型及反演方法的正确性,利用TG2-InIRA和Sentinel-1 SAR间隔4 h 13 min对同一内波获取的雷达图像进行了亮暗条纹对比和内波参数反演实验。实验结果表明:TG2-InIRA海洋内波条纹的亮暗顺序与Sentinel-1 SAR的相反,所得到内波特征宽度和振幅的反演结果相对偏差分别为8.14%和15.62%,并且均表现出沿传播方向宽度由小到大、振幅由大到小的变化,符合内波传播的规律,从而展示了TG2-InIRA对内波的探测能力。对TG2-InIRA和Sentinel-1在南海区域分别获取的40幅和19幅内波图像的统计分析表明,大于80%的实际图像中内波条纹亮暗顺序与SAR相反,与所建立的模型和仿真结果一致。
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关键词
海洋内波
内波振幅
天宫二号干涉成像高度计(TG2-InIRA)
小入射角
准镜面散射
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Keywords
Ocean internal wave
Internal wave amplitude
tiangong-2 interferometric imaging radar altimeter(TG2-InIRA)
Small Incidence angle
Quasi-specular scattering
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分类号
TP722.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名天宫二号三维成像微波高度计大气斜距时延校正
被引量：3
- 4
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作者
陈洁好
张云华
董晓
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机构
中国科学院国家空间科学中心中国科学院微波遥感技术重点实验室
中国科学院大学
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出处
《遥感学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第9期1059-1069,共11页
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基金
国家重点研发计划(编号:2016YFC1401004)。
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文摘
2016-09-15随天宫二号空间实验室发射升空的三维成像微波高度计(简称天宫二号成像高度计)是国际上第一个采用小入射角、短干涉基线实现宽刈幅海面高度测量的高度计。由于天宫二号没有为成像高度计配备用于大气校正的微波辐射计,因此需要采用模型方法对大气时延进行精确估计。传统高度计采用星下点观测,通常只考虑大气折射率的改变引起传播速度变化的时延。天宫二号成像高度计采用偏离星下点1°-8°的小角度观测,因此在进行大气传输时延校正时不仅要考虑雷达信号传播速度的改变,还应考虑由于传播方向改变带来的路径弯曲效应。本文针对天宫二号成像高度计的观测几何特性,提出基于数值天气模型校正大气斜距时延的算法:采用欧洲中期天气预报中心的天气数据和大气分层模型,通过气象参数计算大气折射率;根据高度计参数和各层大气折射率,依赖折射定律和信号传播的几何关系在路径上逐层积分,计算大气斜距时延的估值。通过对天宫二号成像高度计的陆地角反射器定标实测数据进行处理,经大气斜距时延校正后,角反射器的剩余距离误差的标准差约为6.2 cm,达到厘米量级的斜距测量精度,验证了在不同入射角情况下,所提出的大气斜距时延校正算法的有效性和可靠性。
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关键词
天宫二号微波高度计
干湿大气时延
斜距时延校正
数值天气模型
路径弯曲
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Keywords
tiangong-2 interferometric imaging radar altimeter(InIRA)
atmospheric path delay
slant path delay correction
Numeric Weather Model(NWM)
bending of radio waves
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分类号
P407
[天文地球—大气科学及气象学]
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