辐射散射组合遥感系统关键技术研究

论文摘要

遥感对于国民经济和社会发展正起着越来越重要的作用，在资源勘查、环境监测、空间科学研究和军事等各方面的应用不断扩大和深入。多传感器组合遥感是近年来兴起的一种新技术，具有信息的互补融合和高效提取的优点，是当前遥感领域的研究热点和发展重点。本文对于微波辐射散射组合遥感系统的关键技术开展了研究，其中包括：系统结构及信号电路的融合设计；辐射散射融合测量方法；一种8mm辐射散射计组合系统的设计及其测量、校正方法；全极化辐射散射组合测量系统结构的设计、极化辐射散射参量的组合检测方法、以及系统参数校正方法等。论文首先研究了辐射散射组合遥感系统的体系结构，发明了该组合遥感系统的小型一体化结构，这种结构具有集成化和小型化的优点，有利于主、被动遥感测量的互补融合。在此基础上，建立了辐射测量和散射测量在工作体制、信号电路等方面的融合设计方法。接着，提出了一种辐射散射融合测量方法。文中通过分析非线性响应特性和发射功率波动对于散射测量的综合效应，推导出用于标定这种综合效应的数学映射模型，建立了实现这种定标的辐射散射融合测量方法。这种方法突破了通常的散射校正方法在处理非线性响应和发射功率波动交互影响问题上的局限性，扩展了系统的测量动态范围，提高了测量准确度。然后，论文设计了8mm辐射散射组合遥感系统。对于该系统的测量电路的通用化设计和收发信道耦合泄漏的检测提出了解决方法，并建立了辐射及散射测量算法和校正方法，为8mm辐射散射组合遥感系统的工程实现与性能改进提供了理论依据。最后，开展了数字全极化辐射散射组合遥感系统的设计与研究。文中提出了一种组合数字相关方法用于全极化辐射散射测量功能的融合实现；对于极化参量的数字检测，建立了参数标定和误差消除的算法；以及，提出一种分立校正方法用于全极化组合测量系统的多种待定参数的标定，并建立了相应的校正算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 遥感的多传感器融合的发展趋势
• 1.3 辐射散射组合遥感系统及融合测量
• 1.4 研究内容与主要贡献
• 1.5 全文的篇章结构
• 第二章 辐射-散射组合遥感系统的原理与方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 辐射-散射测量原理
• 2.2.1 辐射测量原理
• 2.2.2 散射测量原理
• 2.3 辐射-散射组合遥感系统的方案设计
• 2.3.1 体系方案的构建
• 2.3.2 系统结构的设计
• 2.3.3 天线分系统的设计考虑
• 2.4 辐射-散射组合遥感系统的技术关键
• 2.4.1 散射辐射信号动态范围的协调
• 2.4.2 非线性失真的改善
• 2.4.3 收发通道耦合泄漏的检测
• 2.5 本章小结
• 第三章 辐射散射组合遥感系统的融合测量方法
• 3.1 引言
• 3.2 理论依据
• 3.3 辐射散射融合测量方法
• 3.4 模拟结果与分析
• 3.4.1 数据准确度的比较分析
• 3.4.2 测量动态范围的比较分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 8MM辐射散射计组合遥感系统设计
• 4.1 引言
• 4.2 8mm辐射散射计组合遥感系统结构
• 4.3 8mm辐射散射计组合遥感系统的测量与校正方法
• 4.3.1 辐射测量与校正方法
• 4.3.2 散射测量与校正方法
• 4.4 系统的性能与分析
• 4.4.1 辐射测量性能及其与测量参数的关系
• 4.4.2 接收机噪声对散射测量性能的影响
• 4.4.3 收发信道耦合泄漏对散射测量性能的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 数字全极化辐射散射组合遥感系统的研究
• 5.1 引言
• 5.2 极化辐射散射组合遥感系统的结构设计
• 5.2.1 极化辐射参量及其测量
• 5.2.2 极化散射参量及其测量
• 5.2.3 极化辐射散射测量过程的融合方法
• 5.3 极化参量的数字检测
• 5.3.1 参量的映射关系
• 5.3.2 数字检测的参数校正
• 5.4 组合极化测量的系统校正
• 5.4.1 分立校正方法
• 5.4.2 辐射测量电路参数的标定
• 5.4.3 散射测量电路参数的标定
• 5.5 测量性能的数值模拟与分析
• 5.5.1 相关信道及全功率信道的灵敏度
• 5.5.2 基于灵敏度指标的测量动态范围
• 5.5.3 全功率信道的检测误差及相应的测量动态范围
• 5.5.4 信号强度及相关特性对相关信道检测误差的影响
• 5.5.5 量化门限电平偏置对检测性能的影响
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文工作的总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文和申请的专利
• 致谢