[发明专利]一种星载微波成像仪在轨灵敏度确定方法

说明书

一种星载微波成像仪在轨灵敏度确定方法，包括如下步骤：S1：获取星载微波成像仪的热源观测数据，热源观测数据包括星载微波成像仪的增益数据和热定标源观测电压，增益数据与热定标源观测电压一一对应；S2：基于正态分布的3σ准则对增益数据和热定标源观测电压分别进行质量控制，得到增益优化数据和热定标源观测优化电压；S3：基于增益优化数据和热定标源观测优化电压进行Allan标准差计算，得到星载微波成像仪的在轨灵敏度。由于Allan标准差计算方法可以表征观测数据与观测数据之间的偏离程度，所以Allan标准差可以代表系统噪声导致的观测数据短时波动情况，准确计算星载微波成像仪的在轨灵敏度，提高气象卫星测量精准性，进而提升天基气候系统监测能力。

技术领域

本发明属于卫星监测领域，尤其涉及一种星载微波成像仪在轨灵敏度确定方法。

背景技术

气象卫星通过微波成像仪测量地表和大气辐射信息，可以反演温度、风速、海冰、积雪、土壤湿度和降水等参数，广泛应用于大气、海洋和陆地等环境的探测领域。微波成像仪产品精度受仪器在轨性能稳定性的影响，而灵敏度是衡量成像仪系统在轨性能的重要参数之一，所以在评估成像仪在轨运行期间性能稳定性方面，准确计算在轨灵敏度参数至关重要。

微波成像仪在轨灵敏度的传统确定方法是，令成像仪观测一个辐射亮温固定的热定标源，统计观测数据的均方根标准差，用均方根标准差作为成像仪的灵敏度。为了准确计算微波成像仪的在轨灵敏度，传统方法需要首先选择观测区域为海面的热定标源观测数据，减少地面噪声的影响，但是无法缓解在轨运行时环境温度变化的干扰。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种星载微波成像仪在轨灵敏度确定方法，以解决周围环境因素对灵敏度测算干扰的技术问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种星载微波成像仪在轨灵敏度确定方法，包括如下步骤：

S1：获取星载微波成像仪的热源观测数据，热源观测数据包括星载微波成像仪的增益数据和热定标源观测电压，增益数据与热定标源观测电压一一对应；

S2：基于正态分布的3σ准则对增益数据和热定标源观测电压分别进行质量控制，得到增益优化数据和热定标源观测优化电压；

S3：基于增益优化数据和热定标源观测优化电压进行Allan标准差计算，得到星载微波成像仪的在轨灵敏度。

其中，步骤S2中，基于正态分布的3σ准则对增益数据进行质量控制进一步包括以下步骤：

A1：基于增益数据计算得到增益均值和增益标准差；

A2：根据增益均值和增益标准差，基于正态分布的3σ准则更新增益数据，得到增益优化数据。

具体地，增益均值的计算公式为增益标准差的计算公式为其中，为增益均值，n为增益数据的数据量，σ_G为增益标准差，G_i为增益数据。

进一步优选地，步骤A2中，根据增益均值和增益标准差更新增益数据进一步包括：

若增益数据满足或则令

否则增益数据G_i保持不变。

其中，步骤S2中，基于正态分布的3σ准则对热定标源观测电压进行质量控制进一步包括以下步骤：

B1：基于热定标源观测电压计算得到电压均值和电压标准差；

B2：根据电压均值和电压标准差，基于正态分布的3σ准则更新热定标源观测电压，得到热定标源观测优化电压。

具体地，电压均值的计算公式为电压标准差的计算公式为其中，为电压均值，m为热定标源观测电压的数据量，σ_V为电压标准差，为热定标源观测电压。