[发明专利]一种星载微波辐射计内外定标系统及内外定标方法

说明书

本发明属于星载微波辐射计定标技术领域，具体地说，涉及一种星载微波辐射计内外定标系统，包括：微波辐射计、内部噪声注入模块、GPS掩星信号接收模块、外部掩星模块、周期性自定标模块和星上定标处理模块；微波辐射计，用于对定标参考源进行以秒为单位的实时非线性定标，得到观测目标的初次观测亮温值；外部掩星模块，用于根据接收的以月为单位的周期性自定标温度掩星信号，实现掩星事件，得到外定标校正量；周期性自定标模块，用于通过程控升降机构切换为周期定标观测模式，对匹配负载进行以天为单位的周期性观测，得到内定标校正量；星上定标处理模块，用于对观测目标的初次观测亮温值进行内外定标校正处理，得到校正后的观测目标亮温值。

技术领域

本发明属于星载微波辐射计定标技术领域，具体地说，涉及一种星载微波辐射计内外定标系统及内外定标方法。

背景技术

微波湿度计接收机采用在轨实时周期定标，低温辐射源为宇宙冷空背景辐射，而高温辐射源为微波吸收黑体。定标源由三部分构成，即微波吸收黑体、测温电路和屏蔽罩，天线每旋转一周，定标一次。微波吸收黑体覆盖天线投影口径，微波吸收黑体外有圆筒状屏蔽罩，消除来自周围环境的杂散辐射。但是，屏蔽罩的设置，加大了微波辐射计的体积和重量。

同时，由于星上传统的微波辐射计没有第三个参考源作为基准，因此，长时间无法获取漂移量，代际间的微波辐射计具有系统偏差，且随观测目标变化而变化，修正模型具有挑战性，为长时间气候研究带来不确定因素。

发明内容

为解决现有技术存在上述缺陷，本发明提出了一种星载微波辐射计内外定标系统，该系统能够通过内外定标两种方式，修正常规定标方法的误差，实时和准确获取观测目标的亮温值。

本发明提供的一种星载微波辐射计内外定标系统，其包括：微波辐射计、内部噪声注入模块、GPS掩星信号接收模块、外部掩星模块、周期性自定标模块和星上定标处理模块；

所述内部噪声注入模块，用于获得微波辐射计的低温参考源温度和高温参考源温度，并将低温参考源温度和高温参考源温度作为定标参考源；

所述微波辐射计，用于采用高温和低温两点定标方式，对定标参考源进行以秒为单位的实时非线性定标，得到观测目标的初次观测亮温值，并将其发送至星上定标处理模块；

微波辐射计外增设程控升降机构，用于实现临边路径观测模式和周期定标观测模式的切换；

所述GPS掩星信号接收模块，用于通过程控升降机构切换为临边路径观测模式，接收以月为单位的周期性自定标温度掩星信号，并将其发送至外部掩星模块；

所述外部掩星模块，用于根据接收的以月为单位的周期性自定标温度掩星信号，实现掩星事件，得到外定标校正量，并将其发送至星上定标处理模块；

所述周期性自定标模块，用于通过程控升降机构切换为周期定标观测模式，对匹配负载进行以天为单位的周期性观测，得到内定标校正量，并将其发送至星上定标处理模块；

所述星上定标处理模块，用于根据接收的内定标校正量和外定标校正量，对观测目标的初次观测亮温值进行内外定标校正处理，得到校正后的观测目标亮温值，并将其作为最终的观测目标的观测亮温值。

作为上述技术方案的改进之一，所述微波辐射计为超外差型微波辐射计、直接检波型微波辐射计、真实孔径微波辐射计、综合孔径微波辐射计、全功率微波辐射计或全极化微波辐射计。

作为上述技术方案的改进之一，所述采用高温和低温两点定标方式，对定标参考源进行以秒为单位的实时定标，得到观测目标的初次观测亮温值，具体为：

利用内部噪声注入模块，当微波辐射计的天线对准宇宙冷空背景，得到低温参考源温度；再利用内部噪声注入模块，将噪声信号分时耦合到观测目标温度上，得到微波辐射计的高温参考源温度；将低温参考源温度和高温参考源温度作为定标参考源；