| 【中文题名】 | 综合孔径成像微波辐射计反演算法及实验研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 空间飞行器设计 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2001-7-1 |
| 【中关键词】 | 微波辐射计,孔径综合,反演算法,二维成像,, |
| 【英关键词】 | Microwave radiometer,aperture synthesis,retrieval algorithm,two-,, dimensional imaging, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>遥感技术>遥感方式>依探测的波长范围分>微波遥感 |
| 【论文摘要】 |
作为无源遥感器，微波辐射计在遥感技术中有着巨大的应用前景。受空
间分辨率限制，传统的微波辐射计应用范围非常有限。二十世纪八十年代开
始，有人将射电天文学中的孔径综合技术引入到微波辐射计中，该技术采用
干涉测量原理，可以有效稀疏天线系统结构，提高空间分辨率。
本文系统的分析了应用于微波辐射计的孔径综合技术的基本理论，分别
进行了交轨和顺轨两个方向上孔径综合的理论分析，以及基线结构的优化设
计，做了相应的数值模拟及原理性实验工作，数值模拟和实验数据的反演结
果都有力的说明了孔径综合理论的有效性；并针对Fourier变换反演算法精度
不高的弱点，直接从可见度函数与亮温的关系表达式入手，实现了矩量法（点
匹配）和基于Backus-Gilbert理论的线性算法两种数值反演成像算法，有效的
提高了反演精度；同时，对基于孔径综合技术的二维成像辐射计做了理论分
析，讨论了三种基线设计方案，分别进行了数值模拟，模拟结果表明该理论
方案具有可行性。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
8-14 |
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1．1 微波遥感的技术特点及其应用 |
8-9 |
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1．2 微波辐射计的特点及其发展 |
9-13 |
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1．3 本文的贡献 |
13-14 |
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第二章 综合孔径辐射计的理论基础 |
14-24 |
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2．1 辐射测量的基本原理 |
14-16 |
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2．2 全功率微波辐射计 |
16-20 |
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2．3 综合孔径辐射计 |
20-24 |
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第三章 交轨方向孔径综合 |
24-42 |
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3．1 引言 |
24 |
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3．2 二元干涉原理 |
24-25 |
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3．3 理论分析 |
25-32 |
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3．4 基线设计 |
32-34 |
|
3．5 成像实验 |
34-41 |
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3．6 小结 |
41-42 |
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第四章 顺轨方向孔径综合 |
42-55 |
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4．1 引言 |
42 |
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4．2 理论分析 |
42-45 |
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4．3 基线优化 |
45-47 |
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4．4 数值模拟 |
47-50 |
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4．5 成像实验 |
50-52 |
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4．6 部分相关实验 |
52-54 |
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4．7 小结 |
54-55 |
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第五章 二维成像辐射计 |
55-66 |
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5．1 引言 |
55 |
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5．2 理论分析 |
55-60 |
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5．3 基线设计方案 |
60-65 |
|
5．4 小结 |
65-66 |
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第六章 数据分析与成像算法 |
66-74 |
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6．1 引言 |
66 |
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6．2 数据预处理 |
66-67 |
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6．3 反演算法 |
67-72 |
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6．4 定标 |
72-73 |
|
6．5 小结 |
73-74 |
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第七章 结语 |
74-75 |
|
致谢 |
75-76 |
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参考文献 |
76-15 |
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插图和附表清单 |
15 |
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图2．1 微波辐射测量原理框图 |
15-17 |
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图2．2 全功率微波辐射计结构框图 |
17 |
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图2．3 全功率微波辐射计等效框图 |
17-24 |
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图3．1 二元干涉仪 |
24-25 |
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图3．2 加权的干涉仪方向图 |
25-26 |
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图3．3 两维对地观测干涉仪 |
26-28 |
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图3．4 复相关器的构成 |
28-32 |
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图3．5 空间频率的采样位置 |
32-33 |
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图3．6 6单元11基线稀疏天线阵 |
33 |
|
图3．7 6单元阵列最小冗余设计（14基线） |
33-35 |
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图3．8 作为点目标的开口波导 |
35-36 |
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图3．9 暗室点目标成像结果 |
36-37 |
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图3．10 南办公楼——招待所 |
37-38 |
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图3．11 微重力塔—办公楼——招待所 |
38 |
|
图3．12 青年公寓—微重力塔—北办公楼 |
38-39 |
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图3．13 招待所 |
39-40 |
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图3．14 柏树—柏树—微重力塔 |
40-41 |
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图3．15 停车场测太阳 |
41-42 |
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图4．1 观测系统与基线空间方向 |
42-46 |
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图4．2 单元天线需要进行波束扫描 |
46 |
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图4．3 波束扫描的数据采集方案 |
46-47 |
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图4．4 入射角的变化 |
47-48 |
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表4．1 基线几何参数与覆盖的空间频率段 |
48 |
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图4．5 四个单元天线的几何位置 |
48-49 |
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图4．6 三条基线的空间频率覆盖 |
49 |
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图4．7 数值模拟结果 |
49-50 |
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图4．8 二元干涉仪系统框图 |
50-51 |
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图4．9 基线结构 |
51-52 |
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图4．10 反演结果（虚线与实线对应点源相距20cm） |
52-53 |
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图4．11 部分相关结果 |
53-55 |
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图5．1 基线任意指向的二元干涉仪 |
55-57 |
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图5．2 空间频率分析示意图 |
57 |
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图5．3 理想的采样点空间频域覆盖图 |
57-61 |
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图5．4 三个T型结构的基线设计方案与空间频域覆盖（单位为波长） |
61 |
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图5．5 方案一的数值模拟反演结果 |
61-63 |
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图5．6 方案二的天线单元结构，扫描系统和空间频率覆盖 |
63-64 |
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图5．7 方案三的天线单元结构、扫描系统和空间频率覆盖 |
64 |
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图5．8 方案三的数值模拟反演结果 |
64-72 |
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图6．1 三种反演算法的比较 |
72-77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389216 |
