【摘要】：隨著氣象預(yù)報需求的提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,氣象衛(wèi)星探測技術(shù)逐步成為常規(guī)氣象觀測的重要補(bǔ)充手段。其中,微波探測技術(shù)因為較好的穿透性,能夠做到全天時、全天候的對地探測,越來越受到人們的重視。星載被動微波輻射計資料一個重要應(yīng)用就是對地表土壤濕度的反演。但微波輻射計的低頻通道探測數(shù)據(jù)中存在由其他主動微波信號造成的污染,即無線電頻率干擾(RFI)。因此,為保證微波輻射數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確應(yīng)用,在使用之前正確的識別出其中的無線電頻率干擾是必不可少的一步。本文主要針對微波輻射計數(shù)據(jù),使用雙主成分分析方法識別其中的無線電頻率干擾信號,得到干擾信號的多年變化趨勢,并且將這一識別和訂正方法運(yùn)用到地表土壤濕度微波反演計算中,分析干擾信號對地表土壤濕度反演結(jié)果產(chǎn)生的影響。文章的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)為了驗證雙主成分分析方法的識別效果和優(yōu)勢,選取美國地區(qū)一次暴風(fēng)雪過程,使用多種識別方法(主成分分析法、標(biāo)準(zhǔn)化主成分分析法以及雙主成分分析方法)識別在這一天氣過程中,有積雪散射作用影響時的AMSR-E 6.925GHz通道亮溫探測數(shù)據(jù)中的無線電頻率干擾。通過對比不同的識別方法所得的結(jié)果,表明雙主成分分析方法可以準(zhǔn)確地識別出AMSR-E亮溫數(shù)據(jù)中的RFI信號,并能夠有效地去除積雪表面的散射影響。(2)針對我國風(fēng)云三號B星上的微波成像儀(MWRI)亮溫觀測數(shù)據(jù),使用雙主成分分析方法分別識別其陸面和海洋區(qū)域內(nèi)的無線電頻率干擾信號。識別結(jié)果表明,雙主成分分析方法同樣適用于FY-3B MWRI亮溫數(shù)據(jù)中的無線電頻率干擾識別。識別得出了MWRI 10.65GHz通道中的RFI分布情況,在陸面范圍內(nèi)主要出現(xiàn)在英格蘭、意大利、土耳其以及日本等地。在海洋范圍內(nèi)升軌過程中RFI信號較弱,受陸面信號影響出現(xiàn)在近岸地區(qū),主要集中在歐洲、地中海地區(qū)；降軌過程中會受到洋面對靜止衛(wèi)星信號的反射影響,較強(qiáng)的RFI信號10.65GHz通道多出現(xiàn)在地中海、18.7GHz通道多出現(xiàn)在美國東海岸附近地區(qū)。(3)為提高長時間的微波輻射探測數(shù)據(jù)在氣候研究中的應(yīng)用,使用雙主成分分析方法識別2002年9月至2011年9月AMSR-E陸面月平均亮溫數(shù)據(jù)中的無線電頻率干擾,并分析其隨時間的變化特征。同時,采用頻譜差異法識別結(jié)果對RFI信號變化趨勢進(jìn)行驗證。結(jié)果顯示,無線電頻率干擾的空間位置和強(qiáng)度隨時間會發(fā)生變化。其中,C波段中識別出的無線電頻率干擾數(shù)量隨時間呈減少趨勢；X波段中的無線電頻率干擾隨時間呈增加趨勢。(4)針對RFI的存在對地表土壤濕度微波反演的可能影響,選擇AMSR-E亮溫數(shù)據(jù),使用雙主成分分析方法識別其6.925GHz和10.65GHz通道中的無線電頻率干擾,并通過線性擬合的方法對受到污染的亮溫數(shù)據(jù)做出訂正。分別使用訂正前后的亮溫數(shù)據(jù)通過陸面參數(shù)反演模型(LPRM)反演地表土壤濕度,結(jié)果表明訂正后的反演結(jié)果很大程度上改善了RFI信號對反演結(jié)果造成的影響,訂正后的反演結(jié)果更接近于再分析數(shù)據(jù)表現(xiàn)出的空間分布情況。此外,該反演方法對RFI影響的敏感性也可以用于驗證RFI識別和訂正效果。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P407.7
【圖文】：

Ｅｎｅｒｇｙ邋Ｓｙｓｔｅｍ，邋ＣＥＲＥＳ）、巴西濕度探測器（Ｈｕｍｉｄｉｔｙ邋Ｓｏｕｎｄｅｒ邋ｆｏｒ邋Ｂｒａｚｉｌ，邋ＨＳＢ）、中分逡逑辨率光譜成像儀（Ｍｏｄｅｒａｔｅ－Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ邋Ｉｍ巧ｉｎｇ邋Ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ，邋ＭＯＤＩＳ）。Ａｑｕａ邋衛(wèi)逡逑星及其裝載的各儀器如圖２」所示，各儀器的主要技術(shù)參數(shù)與應(yīng)用在表２．２中給出。逡逑Ｍ逡逑圖２．１邋Ａｑｕａ衛(wèi)星及其裝壚的觀測儀器逡逑１８逡逑

包括邋６．％５邋ＧＨｚ、１０．６５邋ＧＨｚ、１８．７邋ＧＨｚ、２３．８邋ＧＨｚ、ＧＨｚ邋和邋８９．０邋ＧＨｚ�？斟义祥g分辨率由８９．０邋ＧＨｚ通道的５．４ｋｍ變化到６．９２５邋ＧＨｚ通道的％ｋｍ。ＡＭＳＲ－Ｅ采用圓逡逑錐掃描方式（儀器及掃描方式見圖２．２），圓錐掃描角為４７．４°，掃描帖幅寬度１４４５ｋｍ。逡逑玉星每天越赤道兩次，分別為１３：３０邋（升軌）和０１：３０邋（降軌）。ＡＭＳＲ－Ｅ詳細(xì)的儀器逡逑參數(shù)和特征見表２．３邋（Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ，２００３）。圖２．２給出的是ＡＭＳＲ－Ｅ儀器及其掃描方式逡逑示意圖。從圖中可＾＾看出ＡＭＳＲ－Ｅ對地觀測主要是采用圓錐掃面的方式，這種觀測逡逑方式不同于其他儀器的跨軌跡橫掃方式，采用圓錐掃描方式的福射計所有視場（Ｆｉｅｌｄ逡逑ｏｆＶｉｅｗ）都有定常的入射角，衛(wèi)星和地球表面之間的距離都是相同的，因此能夠提供逡逑自相一致的溫、濕度和水凝物信息。逡逑圖２．２邋ＡＭＳＲ－Ｅ儀器及其掃描方式逡逑１９逡逑

參數(shù)；為氣候變化的研巧和預(yù)測提供各種氣象參數(shù)及地球物理參數(shù)；監(jiān)測大范圍的自逡逑然災(zāi)害和地表環(huán)境變化：為海空、航海等專業(yè)活動提供氣象信息，為軍事氣象提供保逡逑障。圖２．４中給出ＦＹ－３Ａ衛(wèi)星示意圖，ＦＹ－３系列衛(wèi)星的主要技術(shù)指標(biāo)見表２．４。逡逑ｉ＾ｉ逡逑

本文編號：2783558