HY-2A卫星微波散射计观测的全球海面风场

正2011年8月发射的HY-2A卫星上搭载了我国第一台星载微波散射计,它能够实现全天候、全天时、宽刈幅全球海面风场的观测。如图所示,HY-2A卫星微波散射计观测得到的2011年10月11日全天全球海域14条轨道的海面风场数据,数据空间分辨率为25km×25km,黑色箭头表示风向,不同颜色表示风速大小。当日全球海面风速主要集中在2~20m/s的范围内,在西北太平洋和南大洋西风带存在高风速区域。     

双波段扇形波束圆锥扫描星载微波散射计系统设计

星载微波散射计是目前唯一能够同时全天候、全天时、高精度、高分辨率和短周期测量海洋表面风场矢量的有源微波遥感器,这一能力已在美国Seasat-1[1]、欧空局ERS-1/2[1]、日本ADEOS-1/2[1]、中国HY-2等卫星装载的微波散射计上得到了充分的证明。双波段、扇形波束圆锥扫描星载微波散射计是一种具有国际先进水平的星载微波散射计,具有测风范围大、测量精度高的优点。文章简要分析了该微波散射计的工作原理、总体方案设计、关键技术、及初步性能评估等。     

扇形波束圆锥扫描微波散射计方位多普勒滤波分辨率分析

星载微波散射计可以提供全球、全天候的海面风场数据,是能够同时测量海面风速和风向的有源微波遥感系统。扇形波束圆锥扫描体制微波散射计是一种新型体制的微波散射计,这类散射计采用多普勒滤波来提高方位分辨率。文章首先介绍了扇形波束圆锥扫描微波散射计的基本概念,在此基础上分析了天线圆锥扫描速度的范围及其对驻留时间的影响;随后结合卫星轨道参数和地球椭球模型,仿真分析了天线扫描区域内的多普勒特性,根据系统参数,仿真分析了方位多普勒滤波后的分辨率。     

数据融合技术在海洋二号卫星数据中的应用

海洋二号（HY-2）卫星搭载的微波散射计和扫描微波辐射计一天沿轨数据不能完全覆盖全球海域,文章提出了基于数据融合技术的解决方法。该方法以HY-2卫星获取的海面风场和海面温度场作为数据源,分别利用最优插值算法和时空权重插值法对HY-一2卫星微波辐射计和散射计获取的海面温度场和海面风场数据进行数据融合,在不降低分辨率的基础上,使得一天对全球海域的覆盖率从90％提高到100％。此融合方法可应用于HY-2卫星数据业务化系统中。     

星载RFSCAT观测数目分析

微波散射计主要有两种体制：一种是固定扇形波束体制，另一种是笔形波束圆锥扫描体制。将两种体制的散射计结合起来，成为一种新的体制的散射计——星载扇形波束圆锥扫描体制散射计（RFSCAT）。这种新型散射计的主要优势在于具有多于其他体制散射计的观测数，因此能提供优于其他散射计的风场反演精度和去风向模糊的可能性。文章首先介绍了扇形波束圆锥扫描散射计（RFSCAT）的基本概念，在此基础上分析扇形波束圆锥扫描散射计的观测数；随后对波束观测到海面分辨单元时的方位角和入射角进行分析；最后结合系统的各项工作参数，给出了观测数仿真分析及其方位角和入射角特性仿真。     

星载微波风场散射计

扼要叙述星载微波风场散射计的工作原理,由一般的雷达方程推导出散射系数σ_0的计算方法,介绍两种估算散射计工作性能的方法;总结全球模式和局部模式两种结果,给出散射计系统简易方框图以及工作性能,给出星载微波风场散射计覆盖飞行情况示意图.     

星载微波辐射计的计算机仿真研究

星载微波辐射计是大气观测和海洋观测的重要微波遥感仪器,计算机仿真研究对于系统分析、设计、研究和性能的测定具有重要的意义。文章对全功率型微波辐射计进行了计算机仿真研究,建立了全功率型微波辐射计的系统仿真模型,并采用伪随机数模拟微波辐射计信号源,进行了微波辐射计测温灵敏度的仿真测试。仿真测试结果证明了所建模型准确有效,为系统设计提供了重要参考。     

我国海洋卫星星载微波散射计

介绍了应用于我国海洋卫星对海面风进行观测的星载微波散射计。文章主要描述了星载微波散射计、系统组成、系统性能及工作情况，并重点介绍了其几个关键技术的设计研制情况，最后给出了本文的结论。     

微波散射计数字接收机DDC的设计与实现

微波散射计是一种用于测量目标后向散射系数的有源微波遥感器。文章介绍了作为微波散射计重要部件之一的数字化中频接收机,指出数字下变频在微波散射计数字化中频接收机的数字化和软件化过程的作用。根据微波散射计数字化中频接收机工作机理与数字下变频原理,结合Matlab算法仿真技术,设计并实现了基于FPGAIP核的数字下变频。仿真与实测结果表明：基于FPGAIP核设计实现的数字下变频能够满足微波散射计数字化中频接收机性能指标要求,并且具有灵活性、通用性、修改参数方便等特点。     

高分辨星载海洋微波辐射测量技术发展综述

星载微波辐射计作为海洋观测的一种重要技术手段,能够全天时、全天候对海洋环境参数进行长期连续的观测,具有宽幅、高精度等特点,能够为数值预报、台风监测、防灾减灾等应用提供重要保障。随着海洋应用需求不断提升,星载海洋微波辐射探测技术也向着更高分辨率、更高精度的方向发展。文章对高分辨率海洋微波辐射测量新技术的概念、系统组成以及发展情况进行了介绍,包括基于密集馈源阵列的多波束推扫辐射计、集中式综合孔径辐射计以及分布式综合孔径辐射计。文章结合三种高分辨率微波辐射测量技术的特点和当前技术水平对未来星载海洋微波辐射测量技术的发展思路进行了讨论,对其中的重要的关键技术进行了梳理,并针对不同应用需求给出了发展建议。     

高分三号卫星在台风监测中的应用

高分三号(GF-3)卫星具有的全天时、全天候、多模式观测能力,既能够采用宽幅成像模式获取台风风场、台风路径的信息,也能够采用高分辨率模式在极端气候条件下对台风登陆区域进行精细观测,可以为台风监测、预报及台风灾害评估提供有效数据支撑。文章介绍了2017年7月以来,国家卫星海洋应用中心首次利用高分三号卫星对中国附近海域台风进行监测情况。论述了台风监测流程及台风监测专题产品生产方法,可为今后雷达卫星台风监测提供参考。     

基于MATLAB/Simulink的HY-2星载微波散射计系统仿真建模

为实现星载微波散射计的优化设计,利用MATLAB软件搭建了海洋二号(HY-2)卫星微波散射计系统仿真模型。首先,参考其初样设计阶段的仿真模型,根据其最终设计方案和参数设置,对发射机、接收机、信号处理单元三个主要模块搭建仿真模型。其次,模拟海面风场监测过程,将仿真模型划分为信号源、发射机、海面回波、接收机、信号处理单元和结果输出六部分,并在初样设计模型的基础上引入信道特性,完善仿真模型。最后,利用雷达方程解算海面后向散射系数,验证了模型的正确性,可为我国后续微波散射计的设计和优化提供仿真分析手段。     

星载微波散射计的定标技术

星载微波散射计是用来测量海面风速和风向的一种遥感设备。系统定标是散射计能够进行精确测量的重要一环。文章介绍了散射计定标技术的相关理论,给出了国外星载微波散射计的定标方法,并作了分析比较。     

海洋遥感雷达的一体化发展趋势

利用雷达高度计、微波散射计、海洋波谱仪和合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）观测海面风、浪等海洋动力环境要素的技术已经日趋成熟，针对现有单星多传感器体制存在的重量大、稳定性差、功耗高、整星系统复杂等缺点，首先对以上四种海洋微波遥感器的发展和应用情况进行了梳理，随后根据目前的发展趋势，提出了一种新的多模式一体化设计方法并进行详细描述，最后，对未来星载海洋微波遥感器的多模式一体化技术进行了展望，为今后海洋微波遥感器的多模式一体化研究提供参考。     

星载微波雨散射计

扼要阐述星载微波雨散射计的工作原理.叙述雨散射计的频率特性、天线系统、接收机和发射机,论述了雨散射计的数据分析方法.     

海洋卫星与灾害监测

1978年美国成功地发射了第一颗海洋卫星,这对卫星海洋学的发展起了划时代的作用。谈卫星把海洋作为主要观测对象,星上装载了雷达高度计、风场散色计、合成孔径雷达、扫描式多通道微波辐射计、可见光与红外辐射计。对海面风向、风速、波高、波长、波谱、内波、海洋表     

星载微波散射计模拟信号源技术

主要介绍了星载微波散射计接收的回波信号的特点和地球自转对回波信号的影响,以及在微波散射计的实验过程中,模拟回波信号的基本要求及具体的实施方法,最后给出了结论。     

中轨道微波散射计研究

文章介绍了中轨道微波散射计研究的背景和意义,分析了中轨散射计系统体制,指出了关键技术,对后续研究进行了展望。     

海洋二号卫星A星海面亮温监测及应用

正海洋二号卫星A星(HY-2A)是我国自主研制的海洋动力环境卫星,其上搭载的扫描微波辐射计,具备5个频率、9个观测通道,通过圆锥扫描的方式,对海面和大气等目标进行全天时全天候探测,定量化获取海面温度、海面风场、大气水蒸气含量、大气液态水含量、海冰等海洋大气物理参量,直接为海洋防灾减灾、海洋环境保护、海洋科学研究以及国防建设提供服务支撑。     

基于VC的微波散射计有源定标试验自动控制系统设计

海洋二号微波散射计是一种用于测量海洋表面风场的仪器，为了提高测量的精度，需要进行精确定标。文章基于VC设计了微波散射计有源定标试验自动控制系统；依据卫星轨道预测，精确计算并自动控制有源定标器的天线指向，自动采集和存储定标信号，实现外场定标试验的自动控制。多次外场定标试验表明：该系统可以实现外场定标试验的自动控制和天线指向的准确计算，根据试验数据拟合得到的天线方向图与实测天线方向图基本吻合，3dB波束宽度内角度测量误差优于0.1°。试验结果表明，通过卫星 地心连线和卫星 有源定标器连线的夹角逼近卫星视角，能够精确计算有源定标器的天线指向。该技术显著提高了试验的效率和有效性，已成功应用于风云三号和演示验证双星有源定标器的设计中。