[发明专利]一种大气顶层微波传输模型函数的建立方法及装置

摘要

本发明提出一种大气顶层微波传输模型函数的建立方法及装置，其中方法包括：包括：建立在无降水情况下的基于L波段、C波段和K波段的大气透过率的修正函数模型、大气上行辐射亮温的修正函数模型和大气下行辐射亮温的修正函数模型；建立基于L波段的粗糙海面散射的宇宙辐射亮温的修正函数模型；建立基于L波段的大气顶层辐射计入瞳处垂直极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型和水平极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型；在同一个波段内，基于上述修正函数模型，建立大气顶层微波传输函数模型，通过参数抵消消除大气影响、宇宙辐射影响和法拉第旋转效应影响的影响参数，进而达到消除大气衰减、宇宙辐射和拉第旋转效应的影响。

主权项

1.一种大气顶层微波传输模型函数的建立方法，其特征在于，包括：建立在无降水情况下的基于L波段、C波段和K波段的大气透过率的修正函数模型、大气上行辐射亮温的修正函数模型和大气下行辐射亮温的修正函数模型；建立基于L波段的粗糙海面散射的宇宙辐射亮温的修正函数模型；建立基于L波段的大气顶层辐射计入瞳处垂直极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型和水平极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型；在同一个波段内，基于所述大气透过率的修正函数模型、所述大气上行辐射亮温的修正函数模型、所述大气下行辐射亮温的修正函数模型、所述粗糙海面散射的宇宙辐射亮温的修正函数模型、所述大气顶层辐射计入瞳处垂直极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型和水平极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型，建立大气顶层微波传输函数模型，通过参数抵消消除大气影响、宇宙辐射影响和法拉第旋转效应影响的影响参数；所述大气顶层微波传输函数模型为：TBv＝TBU+τEvTs+τRV(TBD+τTBC),TBh＝TBU+τEhTs+τRh(TBD+τTBC)；其中，TBv和TBh是大气顶层辐射计入瞳处垂直极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型和水平极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型，TBU为大气上行辐射亮温的函数模型，TBD为大气下行辐射亮温的修正函数模型，TBC为粗糙海面散射的宇宙辐射亮温的修正函数模型，τ为大气透过率的修正函数模型，Ts为海表温度，Ev垂直极化海面发射率，Eh为水平极化海面发射率，Rv为垂直极化海面反射率，Rh为水平极化海面反射率；其中，所述建立基于L波段的大气顶层辐射计入瞳处垂直极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型和水平极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型，包括：设立计算公式：式中，α是旋转角，Th、Tv、T3分别为大气层顶部电离层底的Stokes参数，Tx、Ty、A3分别为相应的经电离层旋转后的传感器端Stokes参数；其中，旋转角α＝ωf+ψ+φ，ωf为法拉第旋转角，ψ+φ为几何旋转角；利用地球磁场分布、电离层电子总含量数据及电磁波传播路径，对法拉第旋转角进行计算：ωf≈1.355×104f‑2×TEC×B×UR/cosθi，其中f是工作频率，TEC是电离层电子总含量，B为地球电磁场矢量，UR是地表观测视线矢量，θi是辐射计天线的视轴观测角；地球电磁场矢量B＝B0[cos(Binc)·cos(Bdec)cos(Binc)·sin(Bdec)sin(Bdec)]，B0是地球电磁场强度，Bdec是地磁场的磁偏角，Binc是地磁场的倾角；地表观测视线矢量U_R为：式中，θ_i是辐射计天线的视轴观测角即辐射计天线以视轴观测角θ_r，是观测方位角；最终得到的Th函数模型即为水平极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型TBh，Tv函数模型即为垂直极化辐射亮温的电离层法拉第旋转修正函数模型TBv。