利用星载微波辐射计AMSR-E数据反演海洋地球物理参数

从微波辐射传输原理出发, 通过理论模拟的亮温建立了海洋和大气参数的反演算法, 利用AMSR-E数据进行地球物理参数的反演验证, 并利用Wentz算法进行相同参数的反演, 以判断反演的效果。研究表明：在使用各种方法进行参数反演的时候, 反演结果和实际值之间存在很好的相关性, 但是都存在一个系统偏差需要修正。通过与NCEP和TAO浮标两组数据的比较发现, 同样的算法反演结果的均方根误差不同, 采用浮标数据比较的反演结果明显好于NCEP数据, 原因可能是NCEP数据存在一定的不确定性。算法反演大洋海面温度和风速的均方根误差分别为0.73K和1.21m/s。     

基于FFT的星载SAR复数图像压缩及其码率控制算法

分析了成像后的星载SAR复数图像压缩的必要性及复数图像特点, 对已有压缩算法做了简单分析。在此基础上, 提出一种基于FFT变换和加权量化的星载SAR复数图像压缩算法, 同时建立了适合SAR复数图像压缩的码率控制模型, 提出一种精确码率控制方法。实验结果表明, 以幅值PSNR和平均结构相似度以及平均相位误差为性能指标, 提出的SAR复数图像压缩算法优于现有压缩算法(JPEG2000、H.264等); 同时, 提出的码率控制算法能够实现精确码率控制。     

基于HLA的星载SAR分布式仿真系统研究

根据当前仿真技术发展和星载SAR的设计和数字信号处理面临的实际需要,针对星载数据量大,仿真时间长,提出一种基于HLA的星载SAR分布式仿真系统框架,并在Windows平台下验证了该仿真系统的可行性。     

高分3号星载合成孔径雷达极地海冰自动检测方法研究

随着全球变暖等一系列气候变化的发生,极地海冰成为人们日益关注的焦点。由于不受光线和云雨影响,合成孔径雷达（SAR）可以进行全天时全天候的观测。高分3号是我国高分系列卫星中的一颗星载合成孔径雷达成像卫星,具有多种成像模式,可以在全球获取SAR数据。全天时全天候的工作特性和高空间分辨率的优势,使得高分3号星载SAR在极地海冰遥感监测中发挥重要的作用。本文基于高分3号水平-垂直（Horizontal-Vertical,HV）极化数据,提出了一种基于支持向量机的无需人工干预的海冰检测方法,实现海水和海冰的自动分离。利用该方法得到的海冰和海水分离结果同辅以人工解译的半监督分类结果相比较为吻合,为高分3号服务于极区海冰监测奠定了良好的基础。     

GNSS-R海面风速反演技术研究

利用全球卫星导航系统反射信号技术(GNSS-R)反演海面风速时,得到的双基雷达横截面积由于几何因素的影响不能直接用来反演风速.针对这一问题,对功率校准后的数据进行几何校正,在分析全球卫星导航系统(GNSS)海面反射信号特征的基础上,分析了几何因素对风速反演的影响,对双基雷达横截面积和有效散射区域进行校正,得到相应反射点的反射信号功率;最后对所求得的反射信号参数进行仿真验证.实验结果表明,海面风速反演的均方根误差为2.61 m/s,反演风速与真实风速的相关系数为0.57,校正后的归一化双基雷达横截面积能够有效地反演海面风速.     

基于TerraSAR-X卫星数据的内孤立波参数和海表流速信息提取的探索研究

本文利用TerraSAR-X(TSX)卫星于2010年4月22日在南海东沙岛附近海域获取的数据进行海洋内孤立波动力要素和海表流速信息的提取研究。基于TSX数据的后向散射强度信息,利用经验模态分解法得到内孤立波半波宽度,再利用两层模型法和参数化法计算得到内孤立波振幅和相速度。反演结果显示,利用参数化方法得到的振幅(约21~39 m)和两层模型法得到的相速度(约1.07 m/s)与历史实测资料较为一致。进而利用TSX的顺轨干涉数据获取研究海域内的多普勒速度,再分别采用M4S模型法和直接分离法处理,进而提取海表流速。结果显示,两种方法得到的海表流速的全场平均值较为一致,均为1.10 m/s左右。M4S模型法对流速最大值的改变量较大而直接分离法对流速最小值的改变量较大。M4S模型对内孤立波波峰线区域海表流速的修正大于无内孤立波的海域。最后,基于KdV方程计算得到内孤立波引起的表面流的流速约为0.28 m/s,对反演出的海表流速贡献占比23%。     

GNSS-R海面测高算法

研究了GNSS-R海面测高的原理和主要误差源,对测高中的两个关键算法进行了研究,包括利用梯度法直接从实测数据中计算镜点位置,利用非线性回归算法计算相关波形峰值点的位置,并在此基础上研究了散射延迟的问题。     

星载GPS误差源及定轨精度分析

星载GPS对低轨卫星定轨受多种误差源的影响。对CHAMP卫星星载GPS数据的误差源进行了分析,并将定轨结果与德国地球科学中心提供的精密卫星轨道数据相比较,对定轨精度进行了详细分析,为CHAMP卫星精密定轨提供了误差分析基础。     

基于CYGNSS数据的星载GNSS-R水体分布探测方法研究

利用CYGNSS（cyclone global navigation satellite system）采集的GNSS卫星反射信号,提出一种基于星载GNSS-R的水体分布探测方法。首先对CYGNSS低轨卫星星座采集的GNSS反射信号进行处理,获取地表反射率数据;再按0.01°×0.01°的空间分辨率将研究区划分为格网,剔除异常值和无效值后,利用区域均值算法重新计算各格网的反射率,并利用格网样本方差和标准差作为衡量指标,采用随机游走图像分割算法进行水体分布探测;最后利用本文提出的方法分析刚果盆地的水体分布情况,并利用MODIS数据对结果进行评估。结果表明,星载GNSS-R具有较强的水体分布探测能力,进一步拓展了GNSS-R的应用场景。     

星载氢钟VLBI观测实验及分析

中国计划于2025年左右建立月球轨道VLBI (Very Long Baseline Interferometer)测站,将会搭载被动型星载氢钟作为时间频率标准.由于是首次在VLBI观测中使用星载氢钟,需要研究和验证其可行性.因此,利用星载氢钟作为频率基准开展了VLBI观测.实验时,分别使用主动型地面氢钟和被动型星载氢钟作为频率基准,利用上海天文台佘山25 m射电望远镜和其他测站对我国火星探测器天问一号进行了交替VLBI观测.数据处理分析结果表明,基于地面氢钟与星载氢钟的VLBI残余群时延标准差均在0.5 ns以内,表明星载氢钟可满足深空探测VLBI测定轨的精度要求,验证了其作为月球VLBI测站频率基准的可行性.