星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法和裝置，包括：獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及其觀測(cè)幾何，以及與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)；根據(jù)觀測(cè)幾何和與觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算匹配觀測(cè)幾何的相對(duì)風(fēng)向；根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集；根據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集對(duì)觀測(cè)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果；其利用再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估方法，能夠在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估且通過再分析數(shù)據(jù)也使得評(píng)估的準(zhǔn)確性較高，同時(shí)該評(píng)估方法還具有通用性。
【專利說明】
星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋微波遙感技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋表面風(fēng)場(chǎng)是影響海浪、海流、水團(tuán)的活躍因子和海洋動(dòng)力學(xué)的基本參數(shù)，對(duì)全球海洋風(fēng)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，在沿海地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)，海洋環(huán)境保障，以及促進(jìn)海洋相關(guān)科學(xué)研究中具有重要意義。衛(wèi)星搭載的微波散射計(jì)(簡(jiǎn)稱衛(wèi)星散射計(jì)或者星載散射計(jì))以其具有全天時(shí)、全天候、高時(shí)空分辨率，大覆蓋范圍等特點(diǎn)，已成為全球海面風(fēng)場(chǎng)最為重要的觀測(cè)手段。
[0003]衛(wèi)星散射計(jì)是一種經(jīng)過定標(biāo)的雷達(dá)，它向海面主動(dòng)發(fā)射電磁波，并接收經(jīng)過海面調(diào)制的回波信號(hào)。雷達(dá)回波信號(hào)將由發(fā)射的電磁波信號(hào)以及海面特征共同決定。當(dāng)海浪波長(zhǎng)與雷達(dá)發(fā)射電磁波波長(zhǎng)滿足布拉格散射條件時(shí)，各波面產(chǎn)生的后向散射電磁波相位相同，從而產(chǎn)生共振，回波能量將主要由產(chǎn)生共振的電磁波決定。在微波散射計(jì)的工作頻率下，滿足布拉格諧振條件的海面波為海表毛細(xì)波，海洋表面毛細(xì)波的譜密度與海洋表面上的風(fēng)速直接相關(guān)。因此，通過雷達(dá)測(cè)得的回波信號(hào)可獲取海面風(fēng)場(chǎng)的信息。具體的，通過對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)的處理，可得出僅與海面情況有關(guān)的歸一化后向散射系數(shù)(NRCS，或σΟ)，從散射計(jì)測(cè)得的σ0可進(jìn)一步提取出海面風(fēng)場(chǎng)，海面風(fēng)場(chǎng)的信息提取過程稱為風(fēng)矢量反演。
[0004]具體的，上述根據(jù)散射計(jì)測(cè)量海面回波信號(hào)獲取海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的過程中，包括首先對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行處理，并得出僅與海面情況有關(guān)的歸一化后向散射系數(shù)，然后根據(jù)該后向散射系數(shù)進(jìn)一步提取海面風(fēng)場(chǎng)。因此，后向散射系數(shù)的測(cè)量是否準(zhǔn)確，將直接關(guān)系到散射計(jì)風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量。在搭載微波散射計(jì)的衛(wèi)星發(fā)射上天之后，為了使星載散射計(jì)更好的反演出海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，有必要對(duì)散射計(jì)測(cè)量獲得的后向散射系數(shù)進(jìn)行快速評(píng)估。通常情況下，再較大的時(shí)空范圍內(nèi)后向散射系數(shù)具有均勻分布特征的自然目標(biāo)，如亞馬遜雨林、撒哈拉沙漠等陸地；目前，對(duì)散射計(jì)測(cè)量獲得的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估的方法是:利用具有均勻分布特征的自然目標(biāo)，如亞馬遜雨林、撒哈拉沙漠等陸地，接收該自然目標(biāo)反射的回波信號(hào)，并計(jì)算后向散射系數(shù)，用以對(duì)后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，若在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)后向散射系數(shù)不變，則認(rèn)為后向散射系數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確;若后向散射系數(shù)呈波動(dòng)變化，則認(rèn)為后向散射系數(shù)測(cè)量存在誤差。
[0005]但是，上述對(duì)散射計(jì)測(cè)量獲得的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估的方法中，需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期(通常需要數(shù)月才能獲得足夠的樣本數(shù)據(jù))，其無法滿足ΗΥ-2Α衛(wèi)星散射計(jì)在發(fā)射上天之后，需要在數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法和裝置，以解決快速準(zhǔn)確的評(píng)估星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)。
[0007]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，方法包括:
[0008]獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角;再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)；
[0009]根據(jù)觀測(cè)幾何和與觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向；
[0010]根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集；
[0011]根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果;其中，預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集中包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)。
[0012]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，包括:
[0013]獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)和L2B級(jí)數(shù)據(jù)，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)；
[0014]提取L2B級(jí)數(shù)據(jù)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的采集狀態(tài)信息;采集狀態(tài)信息包括:經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息；
[0015]根據(jù)采集狀態(tài)信息，從L2A級(jí)數(shù)據(jù)中提取風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何；
[0016]根據(jù)采集狀態(tài)信息，從再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中提取與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0017]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)觀測(cè)幾何和與觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向，包括:
[0018]按照以下公式計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向:Χ=Φ-Φ;其中，X為相對(duì)風(fēng)向，Φ為再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)，Φ為觀測(cè)方位角。
[0019]結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，包括:
[0020]按照預(yù)設(shè)間隔，將與處于預(yù)設(shè)風(fēng)速范圍內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)相匹配的后向散射系數(shù)進(jìn)行分組處理，得到預(yù)設(shè)樣本集；
[0021]按照后向散射系數(shù)匹配的相對(duì)風(fēng)向以180°對(duì)稱分布的原則，將預(yù)設(shè)樣本集中相對(duì)風(fēng)向大于180°的匹配后向散射系數(shù)，與對(duì)應(yīng)的相對(duì)風(fēng)向在0°到180°的后向散射系數(shù)進(jìn)行合并，得到包括多個(gè)風(fēng)向樣本單元的合并樣本集；
[0022]對(duì)每個(gè)風(fēng)向樣本單元內(nèi)的后向散射系數(shù)取均值，得到后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。
[0023]結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果，包括:
[0024]根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集以及后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，計(jì)算觀測(cè)后向散射系數(shù)與真實(shí)后向散射系數(shù)之間的偏移量；
[0025]將觀測(cè)樣本集中所有的后向散射系數(shù)均按照偏移量進(jìn)行平移，得到真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集；
[0026]根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。
[0027]結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果，包括:
[0028]根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征；
[0029]若符合，則星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)正常；
[0030]若不符合，則星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)異常。
[0031]結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征，包括:
[0032]計(jì)算后向散射系數(shù)的真實(shí)值與后向散射系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值的差異；
[0033]計(jì)算差異的均方根誤差；
[0034]在差異的均方根誤差大于0.2dB時(shí)，真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在差異的均方根誤差小于或者等于0.2dB時(shí)，真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征；
[0035]和/或，
[0036]判斷真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集中所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值是否均大于0.5dB；在任意一個(gè)后向散射系數(shù)的絕對(duì)值大于0.5dB時(shí)，真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值均小于0.5dB時(shí)，真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征。
[0037]結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集之前，還包括:
[0038]對(duì)星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制處理;其中，質(zhì)量控制處理包括以下處理中的一種或多種:剔除L2B級(jí)數(shù)據(jù)中與再分析海面風(fēng)速數(shù)據(jù)的差值超過4m/s的海面風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除北瑋50°以北及南瑋50°以南對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)陸地和海冰的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)降雨條件下的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)和剔除標(biāo)識(shí)受海流影響的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)。
[0039]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，裝置包括:
[0040]獲取模塊，用于獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角;再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)；
[0041]計(jì)算模塊，用于根據(jù)觀測(cè)幾何和與觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向；
[0042]構(gòu)建模塊，用于根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集；
[0043]檢驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果;其中，預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集中包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)。
[0044]結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，獲取模塊，包括:
[0045]獲取子模塊，用于獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)和L2B級(jí)數(shù)據(jù)，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)；
[0046]第一提取子模塊，用于提取L2B級(jí)數(shù)據(jù)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的采集狀態(tài)信息;采集狀態(tài)信息包括:經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息；
[0047]第二提取子模塊，用于根據(jù)采集狀態(tài)信息，從L2A級(jí)數(shù)據(jù)中提取風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何；
[0048]第三提取子模塊，用于根據(jù)采集狀態(tài)信息，從再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中提取與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0049]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，包括:獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);根據(jù)觀測(cè)幾何和與觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向；根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集;根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估方法，無法滿足在數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估相比，其利用再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估方法，能夠在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估，且通過再分析數(shù)據(jù)也使得評(píng)估的準(zhǔn)確性較高，同時(shí)該評(píng)估方法還具有通用性。
[0050]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0051]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0052]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的海洋二號(hào)衛(wèi)星散射計(jì)HY2-SCAT觀測(cè)幾何的示意圖；
[0053]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星散射計(jì)觀測(cè)的風(fēng)矢量單元及風(fēng)矢量單元坐標(biāo)空間示意圖；
[0054]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法的流程圖；
[0055]圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的流程圖；
[0056]圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集的流程圖；
[0057]圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述觀測(cè)樣本集中的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，得到所述后向散射系數(shù)的評(píng)估結(jié)果的流程圖；
[0058]圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置中獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0061]衛(wèi)星散射計(jì)通過測(cè)量海面回波信號(hào)可獲取海面風(fēng)場(chǎng)的信息，在上述獲取海面風(fēng)場(chǎng)的過程，首先需要對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行處理，可以得出僅與海面情況有關(guān)的歸一化后向散射系數(shù)(NRCS，或σΟ)，從散射計(jì)測(cè)得的σΟ可進(jìn)一步提取出海面風(fēng)場(chǎng)。因此，后向散射系數(shù)測(cè)量是否準(zhǔn)確，將直接關(guān)系到散射計(jì)風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0062]而在衛(wèi)星發(fā)射上天之后，有必要對(duì)散射計(jì)測(cè)量獲得的后向散射系數(shù)進(jìn)行快速評(píng)估。通常情況下，再較大的時(shí)空范圍內(nèi)存在后向散射系數(shù)均勻分布特征的自然目標(biāo)，例如利用亞馬遜雨林、撒哈拉沙漠等陸地;然后讓待測(cè)的星載散射計(jì)測(cè)量上述自然目標(biāo)中的后向散射系數(shù)，并以此對(duì)星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，但是上述方法需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期(通常需要數(shù)月才能獲得足夠的樣本數(shù)據(jù))，不能適應(yīng)在HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)發(fā)射之初，數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下，對(duì)HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)快速評(píng)估的要求。
[0063]針對(duì)上述問題，本發(fā)明實(shí)施例以HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)為例，針對(duì)常用的利用亞馬遜雨林、沙哈拉沙漠等陸地目標(biāo)評(píng)估方法時(shí)間周期太長(zhǎng)的缺點(diǎn)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估技術(shù)，以適應(yīng)在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)快速評(píng)估的要求。該技術(shù)針對(duì)HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)后向散射系數(shù)快速評(píng)估開發(fā)，對(duì)其它衛(wèi)星散射計(jì)的后向散射系數(shù)快速評(píng)估也同時(shí)具有通用性。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例以HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)的后向散射系數(shù)快速評(píng)估進(jìn)行說明，首先，先對(duì)HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)及HY-2A衛(wèi)星散射計(jì)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)介:
[0065]1、HY_2散射計(jì)簡(jiǎn)介
[0066]2012年8月發(fā)射的海洋二號(hào)，搭載有我國(guó)第一個(gè)可業(yè)務(wù)化運(yùn)行的微波散射計(jì)HY2-SCATt3HYS-SCAT主要用于全球海面風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)，測(cè)風(fēng)風(fēng)速范圍為4?24m/s，風(fēng)速精度為2m/s或10%;風(fēng)向測(cè)量范圍為O?360°，風(fēng)向精度為±20°。冊(cè)2-30六1'工作頻率為13.2566取，采用筆形波束圓錐掃描方式，通過筆形波束以固定仰角圍繞天底方向旋轉(zhuǎn)，在衛(wèi)星平臺(tái)順軌方向的運(yùn)動(dòng)中形成一定的地面覆蓋刈幅(如圖1.a所示)；散射計(jì)系統(tǒng)包括VV和HH兩個(gè)極化方式，分別以不同入射角進(jìn)行觀測(cè)，在平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)同一分辨單元可獲取不同極化方式，不同入射角度的多次測(cè)量結(jié)果(如圖1.b所示)，以克服海面風(fēng)場(chǎng)方向反演的多值模糊問題。其中，內(nèi)波束采用HH極化方式，入射角為41°，對(duì)應(yīng)地面足印大小約為23kmX31km，劉幅寬度為1400km。外波束采用VV極化方式，入射角為48°，對(duì)應(yīng)地面足印大小約為25kmX38km，XlJ幅寬度為1700km。
[0067]2、HY_2散射計(jì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品簡(jiǎn)介
[0068]海洋二號(hào)衛(wèi)星散射計(jì)目前可提供的數(shù)據(jù)產(chǎn)品分為L(zhǎng)lB級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品、L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和L3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。與本發(fā)明相關(guān)的為L(zhǎng)lB級(jí)數(shù)據(jù)和L2A級(jí)數(shù)據(jù)。
[0069]其中，LlB數(shù)據(jù)為以遙測(cè)幀的時(shí)間為順序進(jìn)行存儲(chǔ)的散射計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)。每個(gè)遙測(cè)幀包括96個(gè)散射計(jì)測(cè)量脈沖，每個(gè)測(cè)量脈沖包括后向散射系數(shù)，每個(gè)脈沖足跡的地理位置、以及用來描述測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量和不確定性等信息的參數(shù)，同時(shí)該數(shù)據(jù)文件中還包含通過GPS數(shù)據(jù)獲取的星下點(diǎn)軌跡的經(jīng)瑋度信息。
[0070]其中，圖2示出了風(fēng)矢量單元及風(fēng)矢量單元坐標(biāo)空間示意圖，參考圖2，L2A產(chǎn)品文件包括衛(wèi)星平臺(tái)在一個(gè)空間軌道內(nèi)獲得的每個(gè)雷達(dá)后向散射sigmaO測(cè)量值。此外，L2A產(chǎn)品也包含一些與每個(gè)sigmaO測(cè)量值相對(duì)應(yīng)的輔助數(shù)據(jù)元素。這些輔助數(shù)據(jù)元素列出了每個(gè)sigmaO測(cè)量值的位置、質(zhì)量、以及不確定性等相關(guān)信息。L2A產(chǎn)品中的sigmaO以風(fēng)矢量單元進(jìn)行分組。每一個(gè)風(fēng)矢量單元行對(duì)應(yīng)地面測(cè)量刈幅的一個(gè)交軌切割。每一個(gè)L2A風(fēng)矢量單元都是一個(gè)25km的正方形。因此，需要1624個(gè)風(fēng)矢量單元行完成對(duì)地球的一次完整覆蓋。
[0071]L2B產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件，以軌道為單位進(jìn)行組織，即每個(gè)軌道的風(fēng)矢量測(cè)量數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)L2B文件。L2B產(chǎn)品中的每個(gè)數(shù)據(jù)元素都可以通過風(fēng)矢量單元的行、列號(hào)進(jìn)行索引。L2B風(fēng)矢量單元行的延伸方向與星下線相垂直，列的延伸方向與星下線方向相一致。L2B處理軟件利用每個(gè)風(fēng)矢量單元中的sigmaO測(cè)量值和方位角、入射角、極化等輔助信息通過反演得到一組風(fēng)矢量可能解，這些風(fēng)矢量可能解被稱為模糊解，然后再利用模糊去除算法來確定唯一的風(fēng)矢量解，最后利用DIR算法對(duì)模糊去除算法選出的風(fēng)矢量解作進(jìn)一步優(yōu)化處理。L2B產(chǎn)品中最多給出4個(gè)風(fēng)速、風(fēng)向模糊解，并按似然值由高到低的順序排列。
[0072]參考圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，所述方法包括如下步驟:
[0073]S101、獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，所述觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角;所述再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0074]實(shí)際中，衛(wèi)星散射計(jì)的LlB級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品、LlB級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品可作為輸入得到L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、然后將L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品仍然是作為輸入得到L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，然后直接根據(jù)L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品反演得到海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);或者，將L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品仍然是作為輸入得到L3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，根據(jù)L3級(jí)級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品反演得到海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0075]具體的，針對(duì)每一個(gè)發(fā)射的衛(wèi)星散射計(jì)，均有其對(duì)應(yīng)的空間軌道(包括順行軌道和逆行軌道)，對(duì)應(yīng)的，衛(wèi)星散射計(jì)采集的觀測(cè)數(shù)據(jù)(對(duì)應(yīng)LlB數(shù)據(jù))均有其對(duì)應(yīng)的空間坐標(biāo)，觀測(cè)數(shù)據(jù)在L2A數(shù)據(jù)中則是對(duì)應(yīng)有空間坐標(biāo)的風(fēng)矢量單元。
[0076]如上所示，L2A產(chǎn)品中的后向散射系數(shù)以風(fēng)矢量單元進(jìn)行分組，首先先獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)可以是從第三方平臺(tái)(如氣象臺(tái))獲取到。
[0077]然后獲取一個(gè)預(yù)設(shè)采集狀態(tài)下的L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)后向散射系數(shù)及上述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何；同樣獲取該預(yù)設(shè)采集狀態(tài)下的再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，此時(shí)，獲取的該再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)則與獲取的后向散射系數(shù)及其觀測(cè)幾何則相匹配。
[0078]其中，上述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角;而再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0079]S102、根據(jù)所述觀測(cè)幾何和與所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向。
[0080]具體的，由于再分析數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)是從一個(gè)預(yù)設(shè)觀測(cè)方位角觀測(cè)的，該預(yù)設(shè)觀測(cè)方位角與衛(wèi)星散射計(jì)的預(yù)設(shè)觀測(cè)方位角可能不同，故，需要將再分析數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成從當(dāng)前衛(wèi)星散射計(jì)的觀測(cè)方位角觀測(cè)得到的“相對(duì)風(fēng)向”。
[0081]S103、根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。
[0082]為了保證衛(wèi)星散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)的評(píng)估結(jié)果更準(zhǔn)確，本發(fā)明實(shí)施例中首先選取一定范圍內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)匹配的所有的后向散射系數(shù)，并根據(jù)這些后向散射系數(shù)構(gòu)建后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。
[0083]具體的，本發(fā)明實(shí)施例中上述相對(duì)風(fēng)向、再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)速數(shù)據(jù)以及后向散射系數(shù)及后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何均是相匹配的，即上述四個(gè)數(shù)據(jù)是相對(duì)應(yīng)的。因此，本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集;其中，相對(duì)風(fēng)向?qū)?yīng)的范圍為0°?360°，本發(fā)明實(shí)施例中，將上述相對(duì)風(fēng)向以預(yù)設(shè)間隔(如10°)進(jìn)行劃分，選取一定范圍內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)在每個(gè)間隔內(nèi)匹配的所有的后向散射系數(shù)，組成后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集;其中，上述風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的一定范圍可以為風(fēng)速分布大于6.5m/s，小于
7.5m/s的范圍，由于7m/s為海洋風(fēng)速的平均值，取風(fēng)速落在(6.5m/s?7.5m/s)這個(gè)區(qū)間內(nèi)的樣本數(shù)據(jù)，有利于在較短時(shí)間內(nèi)獲取更多的數(shù)據(jù)。
[0084]S104、根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述觀測(cè)樣本集中的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果;其中，所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集中包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)。
[0085]具體的，上述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)，然后根據(jù)該預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集即可對(duì)觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，以檢驗(yàn)星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確(或者是否正常)。
[0086]具體的，上述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集的構(gòu)建過程包括:采用NSCAT-2地球物理模型(其是一種標(biāo)準(zhǔn)的模型)，計(jì)算風(fēng)速為7m/s，風(fēng)向間隔為10°的0°-180°的NSCAT-2模型預(yù)測(cè)的后向散射系數(shù)，記為s i gma0_mod;其中，s i gma0_mo d表示后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，其包括模型后向散射系數(shù)。
[0087]上述風(fēng)速選擇7m/s為目標(biāo)匹配風(fēng)速，該風(fēng)速為海面風(fēng)速的平均值，其出現(xiàn)概率大，有利于在短時(shí)間內(nèi)獲得較多的匹配數(shù)據(jù)。
[0088]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估方法，無法滿足在數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估相比，其利用再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估方法，能夠在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估，且通過再分析數(shù)據(jù)也使得評(píng)估的準(zhǔn)確性較高，同時(shí)該評(píng)估方法還具有通用性。
[0089]實(shí)際中，衛(wèi)星散射計(jì)觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)品分為L(zhǎng)lB級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品、L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和L3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，其中，在進(jìn)行衛(wèi)星散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)的評(píng)估的過程中，用到了L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，具體的，參考圖4，上述步驟101中獲取數(shù)據(jù)的過程具體包括:
[0090]S201、獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)和L2B級(jí)數(shù)據(jù)，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0091]本發(fā)明實(shí)施例中，獲取L2B級(jí)數(shù)據(jù)的目的是，選取L2B級(jí)數(shù)據(jù)中的預(yù)設(shè)采集狀態(tài)，SPL2B級(jí)數(shù)據(jù)中，鳳矢量單元對(duì)應(yīng)的經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息。
[0092]而獲取L2A級(jí)數(shù)據(jù)的目的是，L2A級(jí)數(shù)據(jù)包括后向散射系數(shù)及該后向散射系數(shù)對(duì)應(yīng)的觀測(cè)幾何；
[0093]并且，還需要從第三方平臺(tái)(如氣象臺(tái))中獲取再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，本發(fā)明實(shí)施例中的再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)為ECMffF數(shù)據(jù)，其中，ECMffF為歐洲的統(tǒng)一名稱。
[0094]S202、提取所述L2B級(jí)數(shù)據(jù)中所述風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的采集狀態(tài)信息;所述采集狀態(tài)信息包括:經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息。
[0095]本步驟中，從L2B級(jí)數(shù)據(jù)中提取風(fēng)矢量單元的經(jīng)瑋度信息和時(shí)間信息，并記錄該風(fēng)矢量單元的行列號(hào)。
[0096]S203、根據(jù)所述采集狀態(tài)信息，從所述L2A級(jí)數(shù)據(jù)中提取所述風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何。
[0097]具體的，根據(jù)L2B數(shù)據(jù)級(jí)的文件名與上述沿軌行列號(hào)，從L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品中查找與該風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和后向散射系數(shù)觀測(cè)方位角和入射角。
[0098]S204、根據(jù)所述采集狀態(tài)信息，從所述再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中提取與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0099]具體的，根據(jù)步驟201中提取的風(fēng)矢量單元的經(jīng)瑋度信息和時(shí)間信息，從再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)(即ECMWF數(shù)據(jù))中提取與該風(fēng)矢量單元匹配海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，即海面風(fēng)速數(shù)據(jù)和海面風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0100]本發(fā)明實(shí)施例中，上述步驟103中計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向，具體包括:
[0101]按照以下公式計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向:Χ=Φ-Φ;其中，所述X為相對(duì)風(fēng)向，Φ為再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)，Φ為觀測(cè)方位角。
[0102]為了保證衛(wèi)星散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)的評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性，本發(fā)明實(shí)施例中，需要首先對(duì)衛(wèi)星散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)以及對(duì)再分析數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制處理，具體的，在進(jìn)行步驟103，根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集之前，還包括:
[0103]對(duì)所述星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制處理;其中，質(zhì)量控制處理包括以下處理中的一種或多種:剔除所述L2B級(jí)數(shù)據(jù)中與再分析海面風(fēng)速數(shù)據(jù)的差值超過4m/s的海面風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除北瑋50°以北及南瑋50°以南對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)陸地和海冰的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)降雨條件下的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)和剔除標(biāo)識(shí)受海流影響的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)。
[0104]具體的，質(zhì)量控制包括以下步驟中的一種或多種:
[0105]1、需要計(jì)算L2B級(jí)數(shù)據(jù)中與再分析海面風(fēng)速數(shù)據(jù)的差值超過4m/s的海面風(fēng)速數(shù)據(jù)，實(shí)際中，計(jì)算出來上述數(shù)據(jù)則是誤差較大的數(shù)據(jù)，故需要將該海面風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元進(jìn)行去除；
[0106]2、認(rèn)為北瑋50°以北及南瑋50°以南的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，則剔除北瑋50°以北及南瑋50°以南對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元；
[0107]3、對(duì)觀測(cè)的標(biāo)識(shí)有陸地和海冰風(fēng)矢量單元，則認(rèn)為是不準(zhǔn)確的，需要剔除標(biāo)識(shí)陸地和海冰的風(fēng)矢量單元；
[0108]4、對(duì)觀測(cè)的標(biāo)識(shí)有降雨條件下觀測(cè)的后向散射系數(shù)，則認(rèn)為是不準(zhǔn)確的，剔除標(biāo)識(shí)降雨條件下的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)和剔除標(biāo)識(shí)受海流影響的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)。
[0109]同樣為了使衛(wèi)星散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)的評(píng)估結(jié)果更準(zhǔn)確，本發(fā)明實(shí)施例中首先選取一定范圍內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)匹配的所有的后向散射系數(shù)，并根據(jù)這些后向散射系數(shù)構(gòu)建后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，參考圖5，構(gòu)建上述觀測(cè)樣本集的方法包括:
[0110]S301、按照預(yù)設(shè)間隔，將與處于預(yù)設(shè)風(fēng)速范圍內(nèi)的所述風(fēng)速數(shù)據(jù)相匹配的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行分組處理，得到預(yù)設(shè)樣本集。
[0111]具體的，預(yù)設(shè)間隔即對(duì)計(jì)算的相對(duì)風(fēng)向進(jìn)行計(jì)算對(duì)應(yīng)的間隔，本發(fā)明實(shí)施例中，該預(yù)設(shè)間隔設(shè)置為10° ;上述預(yù)設(shè)風(fēng)速范圍優(yōu)選為6.5m/s?7.5m/s，由于7m/s為海洋風(fēng)速的平均值，取風(fēng)速落在(6.5m/s?7.5m/s)這個(gè)區(qū)間內(nèi)的樣本數(shù)據(jù)，有利于在較短時(shí)間內(nèi)獲取更多的數(shù)據(jù)。
[0112]S302、按照所述后向散射系數(shù)匹配的相對(duì)風(fēng)向以180°對(duì)稱分布的原則，將所述預(yù)設(shè)樣本集中相對(duì)風(fēng)向大于180°的匹配后向散射系數(shù)，與對(duì)應(yīng)的相對(duì)風(fēng)向在0°到180°的后向散射系數(shù)進(jìn)行合并，得到包括多個(gè)風(fēng)向樣本單元的合并樣本集。
[0113]具體的，后向散射系數(shù)匹配的相對(duì)風(fēng)向以180°對(duì)稱分布的原則即風(fēng)向即:0°與風(fēng)向是360°對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)是相同的，風(fēng)向是10°與風(fēng)向是350°對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)也是相同的，同理，以180°為對(duì)稱線，對(duì)稱角度的相對(duì)風(fēng)向?qū)?yīng)的后向散射系數(shù)均是相同的，故可以將風(fēng)向大于180° (且小于360°)的后向散射系數(shù)與對(duì)應(yīng)的0°到180°的后向散射系數(shù)進(jìn)行合并，得到包括多個(gè)風(fēng)向樣本單元的合并樣本集。
[0114]其中，上述每個(gè)合并樣本集中包括兩個(gè)后向散射系數(shù)。
[0115]S303、對(duì)每個(gè)所述風(fēng)向樣本單元內(nèi)的所述后向散射系數(shù)取均值，得到所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。
[0116]具體的，由于上述每個(gè)合并樣本集中包括兩個(gè)后向散射系數(shù)，故需要對(duì)上述合并樣本集中的后向散射系數(shù)取平均值，得到后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。
[0117]針對(duì)上述步驟301?303，取風(fēng)速分布大于6.5m/s，小于7.5m/s的數(shù)據(jù)的上述匹配數(shù)據(jù)映射到風(fēng)向間隔10°的樣本單元(7m/s為海洋風(fēng)速的平均值，取風(fēng)速落在這個(gè)區(qū)間內(nèi)的樣本數(shù)據(jù)，有利于在較短時(shí)間內(nèi)獲取更多的數(shù)據(jù))。由于樣本數(shù)量限制，且為了便于計(jì)算，本發(fā)明實(shí)施例將衛(wèi)星天線發(fā)射的內(nèi)波束與外波束的入射角處理成定值(內(nèi)波束取平均值41.3°，外波束取平均值48.3°)。由于本發(fā)明實(shí)施例中使用的海洋二號(hào)散射計(jì)的入射角波動(dòng)幅度很小(<1°)，作這樣的處理，不會(huì)引起太大的誤差。同時(shí)，利用后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向相對(duì)于180°對(duì)稱分布的情況，將相對(duì)風(fēng)向大于180°的數(shù)據(jù)通過對(duì)稱分布的原則，合并到0°到180°的樣本當(dāng)中(通過這樣的對(duì)稱處理，可使每個(gè)風(fēng)向樣本單元的樣本數(shù)據(jù)增加I倍)，然后，對(duì)每個(gè)風(fēng)向樣本單元內(nèi)的后向散射系數(shù)取均值，該均值代表該風(fēng)向樣本單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)觀測(cè)結(jié)果，記為s i gma0_ob V。
[0118]在構(gòu)建后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集后，需要對(duì)該觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，參見圖6，本發(fā)明實(shí)施例中具體的評(píng)估方法包括如下步驟:
[0119]S401、根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集以及所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，計(jì)算觀測(cè)后向散射系數(shù)與真實(shí)后向散射系數(shù)之間的偏移量。
[0120]具體的，散射計(jì)的觀測(cè)后向散射系數(shù)在經(jīng)過外定標(biāo)之前，通常會(huì)與真實(shí)的后向散射系數(shù)值之間存在一個(gè)偏移量，故首先需要先計(jì)算該偏移量；
[0121]其中，上述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集包括多個(gè)模型后向散射系數(shù);具體的，上述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集的構(gòu)建過程包括:采用NSCAT-2地球物理模型(其是一種標(biāo)準(zhǔn)的模型)，計(jì)算風(fēng)速為7m/s，風(fēng)向間隔為10°的0°-180°的NSCAT-2模型預(yù)測(cè)的后向散射系數(shù)，記為sigma0_mod ；其中，sigma0_mod表示后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，其包括模型后向散射系數(shù)。
[0122]計(jì)算上述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集sigma0_obv與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集sigma0_mod的差異:8丨〖111&0_013￥-8丨〖1]1&0_1]10(1，并對(duì)上述差異取均值，記為8丨〖1]1&0_0打86, s igma0_of f se即為偏移量。
[0123]S402、將所述觀測(cè)樣本集中所有的后向散射系數(shù)均按照所述偏移量進(jìn)行平移，得到真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集。
[0124]S403、根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。
[0125]針對(duì)上述步驟401?403，散射計(jì)后向散射系數(shù)在經(jīng)過外定標(biāo)之前，通常會(huì)與真實(shí)的后向散射系數(shù)值之間存在一個(gè)偏移量。本發(fā)明實(shí)施例通過如下方法快速估算該偏移量，并據(jù)此對(duì)后向散射系數(shù)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行平移:計(jì)算上述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集sigma0_obv與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集sigma0_mod的差異:sigmaO_obv-sigmaO_mod，并對(duì)所有觀測(cè)樣本集sigma0_obv與 sigma0_mod 的差異取均值，記為sigmaO_offset，sigmaO_offset 表示觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)與實(shí)際散射系數(shù)的偏移量;將所有觀測(cè)樣本集sigma0_obv在所有風(fēng)向樣本單元內(nèi)按sigmaO_offset進(jìn)行平移。
[0126]如上所述，構(gòu)建的觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)，在進(jìn)行外定標(biāo)處理之前，其通常與真實(shí)的后向散射系數(shù)之間具有一定的偏移量，本發(fā)明實(shí)施例中需要對(duì)矯正該偏移量的真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，具體的檢驗(yàn)方法包括:
[0127]根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征;若符合，則所述星載散射計(jì)測(cè)量的所述后向散射系數(shù)正常;若不符合，則所述星載散射計(jì)測(cè)量的所述后向散射系數(shù)異常。
[0128]具體的，上述根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征，包括:
[0129]1、計(jì)算所述后向散射系數(shù)的真實(shí)值與所述后向散射系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值的差異；
[0130]2、計(jì)算所述差異的均方根誤差；
[0131]3、在所述差異的均方根誤差大于0.2dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在所述差異的均方根誤差小于或者等于0.2dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征；
[0132]和/或，
[0133]判斷所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集中所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值是否均大于
0.5dB;在任意一個(gè)后向散射系數(shù)的絕對(duì)值大于0.5dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值均小于0.5dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征。
[0134]具體的，在每個(gè)風(fēng)向樣本單元內(nèi)，計(jì)算sigmaO_obv-sigmaO_offset-sigmaO_mod,記為sigmaO_bias;其中，sigmaO_bias表示實(shí)際后向散射系數(shù)與模型后向散射系數(shù)的差異，并計(jì)算sigmaO_bias的均方根誤差;若sigmaO_bias均方根誤差大于0.2dB，或在任意一個(gè)風(fēng)向樣本單元內(nèi)的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值大于0.5dB，則說明測(cè)量獲得的后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向不符合雙余弦分布特征，認(rèn)為散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)出現(xiàn)異常。反之(即在所述差異的均方根誤差小于或者等于0.2dB時(shí)，或者在任意一個(gè)風(fēng)向樣本單元內(nèi)所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值均小于0.5dB時(shí)，)則認(rèn)為散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)正常。
[0135]本發(fā)明實(shí)施例提供的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，以海洋二號(hào)衛(wèi)星散射計(jì)L2A數(shù)據(jù)、L2B數(shù)據(jù)和ECMWF再分析數(shù)據(jù)為輸入，以海面平均風(fēng)速(7m/s)為目標(biāo)匹配風(fēng)速，快速匹配獲得散射計(jì)測(cè)量獲得的后向散射系數(shù)和ECMWF再分析風(fēng)速與風(fēng)向的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)集，在此基礎(chǔ)上，通過分析后向散射系數(shù)隨風(fēng)向的雙余弦分布特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)觀測(cè)結(jié)果的質(zhì)量進(jìn)行快速評(píng)估。
[0136]本發(fā)明實(shí)施例提供的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0137]1、通過分析后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向(即相對(duì)風(fēng)向)的雙余弦分布特征，快速實(shí)現(xiàn)后向散射系數(shù)的質(zhì)量評(píng)估。
[0138]2、海洋二號(hào)衛(wèi)星散射計(jì)L2A數(shù)據(jù)、L2B數(shù)據(jù)和ECMWF再分析數(shù)據(jù)為輸入進(jìn)行后向散射系數(shù)與海面風(fēng)速風(fēng)向的時(shí)空匹配，充分利用L2A與L2B數(shù)據(jù)中的后向散射系數(shù)與風(fēng)矢量單元的時(shí)空關(guān)聯(lián)關(guān)系，結(jié)合ECMWF數(shù)據(jù)的等經(jīng)瑋網(wǎng)格分布特征，進(jìn)行時(shí)空匹配，提高了匹配的效率。
[0139]3、以7m/s為目標(biāo)匹配風(fēng)速，該風(fēng)速為海面風(fēng)速的平均值且出現(xiàn)概率大，有利于在短時(shí)間內(nèi)獲得較多的匹配數(shù)據(jù)。
[0140]4、利用后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的180°對(duì)稱分布特征，將相對(duì)風(fēng)向大于180°的匹配結(jié)果合并到0-180°的樣本空間中，使得在同等條件下樣本數(shù)量較之未采用對(duì)稱分布特征時(shí)增加了I倍。
[0141]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估方法，無法滿足在數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估相比，其利用再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估方法，能夠在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估，且通過再分析數(shù)據(jù)也使得評(píng)估的準(zhǔn)確性較高，同時(shí)該評(píng)估方法還具有通用性。
[0142]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，所述裝置用于執(zhí)行上述星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的方法，參考圖7，所述裝置包括:
[0143]獲取模塊100，用于獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角;再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)；
[0144]計(jì)算模塊200，用于根據(jù)觀測(cè)幾何和與觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向；
[0145]構(gòu)建模塊300，用于根據(jù)相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集；
[0146]檢驗(yàn)?zāi)K400，用于根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果;其中，預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集中包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)。
[0147]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估方法，無法滿足在數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估相比，其利用再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估方法，能夠在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估，且通過再分析數(shù)據(jù)也使得評(píng)估的準(zhǔn)確性較高，同時(shí)該評(píng)估方法還具有通用性。
[0148]實(shí)際中，衛(wèi)星散射計(jì)觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)品分為L(zhǎng)lB級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品、L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和L3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，其中，在進(jìn)行衛(wèi)星散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)的評(píng)估的過程中，用到了L2A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和L2B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，具體的，參考圖8，獲取模塊100，包括:
[0149]獲取子模塊1001，用于獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)和L2B級(jí)數(shù)據(jù)，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)；
[0150]第一提取子模塊1002，用于提取L2B級(jí)數(shù)據(jù)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的采集狀態(tài)信息;采集狀態(tài)信息包括:經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息；
[0151]第二提取子模塊1003，用于根據(jù)采集狀態(tài)信息，從L2A級(jí)數(shù)據(jù)中提取風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何；
[0152]第三提取子模塊1004，用于根據(jù)采集狀態(tài)信息，從再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中提取與后向散射系數(shù)及觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0153]進(jìn)一步的，計(jì)算模塊200，具體用于按照以下公式計(jì)算與觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向:χ=Φ-Φ;其中，X為相對(duì)風(fēng)向，Φ為再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)，Φ為觀測(cè)方位角。
[0154]同樣為了使衛(wèi)星散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)的評(píng)估結(jié)果更準(zhǔn)確，本發(fā)明實(shí)施例中首先選取一定范圍內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)匹配的所有的后向散射系數(shù)，并根據(jù)這些后向散射系數(shù)構(gòu)建后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，構(gòu)建模塊300，包括:
[0155]分組處理子模塊，用于按照預(yù)設(shè)間隔，將與處于預(yù)設(shè)風(fēng)速范圍內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)相匹配的后向散射系數(shù)進(jìn)行分組處理，得到預(yù)設(shè)樣本集；
[0156]合并子模塊，用于按照后向散射系數(shù)匹配的相對(duì)風(fēng)向以180°對(duì)稱分布的原則，將預(yù)設(shè)樣本集中相對(duì)風(fēng)向大于180°的匹配后向散射系數(shù)，與對(duì)應(yīng)的相對(duì)風(fēng)向在0°到180°的后向散射系數(shù)進(jìn)行合并，得到包括多個(gè)風(fēng)向樣本單元的合并樣本集；
[0157]均值處理子模塊，用于對(duì)每個(gè)風(fēng)向樣本單元內(nèi)的后向散射系數(shù)取均值，得到后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。
[0158]在構(gòu)建后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集后，需要對(duì)該觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步的，檢驗(yàn)t旲塊400，包括:
[0159]計(jì)算子模塊，用于根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集以及后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，計(jì)算觀測(cè)后向散射系數(shù)與真實(shí)后向散射系數(shù)之間的偏移量；
[0160]平移子模塊，用于將觀測(cè)樣本集中所有的后向散射系數(shù)均按照偏移量進(jìn)行平移，得到真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集；
[0161]檢驗(yàn)子模塊，用于根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。
[0162]如上所述，構(gòu)建的觀測(cè)樣本集中的后向散射系數(shù)，在進(jìn)行外定標(biāo)處理之前，其通常與真實(shí)的后向散射系數(shù)之間具有一定的偏移量，本發(fā)明實(shí)施例中需要對(duì)矯正該偏移量的真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步的，檢驗(yàn)子模塊，包括:
[0163]判斷單元，用于根據(jù)后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征；
[0164]判定單元，用于在真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征時(shí)，判定星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)正常;在真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征時(shí)，判定星載散射計(jì)測(cè)量的后向散射系數(shù)異常。
[0165]進(jìn)一步的，上述星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置中，判斷單元，包括:
[0166]第一計(jì)算子單元，用于計(jì)算后向散射系數(shù)的真實(shí)值與后向散射系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值的差
B
升；
[0167]第二計(jì)算子單元，用于計(jì)算差異的均方根誤差；
[0168]第一判定子單元，用于在差異的均方根誤差大于0.2dB時(shí)，判斷真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在差異的均方根誤差小于或者等于0.2dB時(shí)，判定真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征；
[0169]和/或，
[0170]判斷子單元，用于判斷真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集中所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值是否均大于0.5dB;
[0171]第二判定子單元，用于在任意一個(gè)后向散射系數(shù)的絕對(duì)值大于0.5dB時(shí)，判定真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值均小于0.5dB時(shí)，判定真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征。
[0172]進(jìn)一步的，上述星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，還包括:
[0173]質(zhì)量控制處理模塊，用于對(duì)星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制處理；其中，質(zhì)量控制處理包括以下處理中的一種或多種:剔除L2B級(jí)數(shù)據(jù)中與再分析海面風(fēng)速數(shù)據(jù)的差值超過—/s的海面風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除北瑋50°以北及南瑋50°以南對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)陸地和海冰的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)降雨條件下的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)和剔除標(biāo)識(shí)受海流影響的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)。
[0174]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)的后向散射系數(shù)進(jìn)行評(píng)估方法，無法滿足在數(shù)據(jù)時(shí)間序列較短的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估相比，其利用再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)基于后向散射系數(shù)對(duì)風(fēng)向的雙余弦分布特征的后向散射系數(shù)的快速評(píng)估方法，能夠在較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)后向散射系數(shù)的快速評(píng)估，且通過再分析數(shù)據(jù)也使得評(píng)估的準(zhǔn)確性較高，同時(shí)該評(píng)估方法還具有通用性。
[0175]本發(fā)明實(shí)施例所提供的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置可以為設(shè)備上的特定硬件或者安裝于設(shè)備上的軟件或固件等。本發(fā)明實(shí)施例所提供的裝置，其實(shí)現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和前述方法實(shí)施例相同，為簡(jiǎn)要描述，裝置實(shí)施例部分未提及之處，可參考前述方法實(shí)施例中相應(yīng)內(nèi)容。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，前述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，均可以參考上述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。
[0176]在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，又例如，多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0177]所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
[0178]另外，在本發(fā)明提供的實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。
[0179]所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0180]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋，此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0181]以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，所述觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角;所述再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述觀測(cè)幾何和與所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向； 根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集； 根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述觀測(cè)樣本集中的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果;其中，所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集中包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，包括: 獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)和L2B級(jí)數(shù)據(jù)，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)； 提取所述L2B級(jí)數(shù)據(jù)中所述風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的采集狀態(tài)信息;所述采集狀態(tài)信息包括:經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息； 根據(jù)所述采集狀態(tài)信息，從所述L2A級(jí)數(shù)據(jù)中提取所述風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何； 根據(jù)所述采集狀態(tài)信息，從所述再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中提取與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述觀測(cè)幾何和與所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向，包括: 按照以下公式計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向:χ=φ-Φ ;其中，所述X為相對(duì)風(fēng)向，Φ為再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)向數(shù)據(jù)，Φ為觀測(cè)方位角。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，包括: 按照預(yù)設(shè)間隔，將與處于預(yù)設(shè)風(fēng)速范圍內(nèi)的所述風(fēng)速數(shù)據(jù)相匹配的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行分組處理，得到預(yù)設(shè)樣本集； 按照所述后向散射系數(shù)匹配的相對(duì)風(fēng)向以180°對(duì)稱分布的原則，將所述預(yù)設(shè)樣本集中相對(duì)風(fēng)向大于180°的匹配后向散射系數(shù)，與對(duì)應(yīng)的相對(duì)風(fēng)向在0°到180°的后向散射系數(shù)進(jìn)行合并，得到包括多個(gè)風(fēng)向樣本單元的合并樣本集； 對(duì)每個(gè)所述風(fēng)向樣本單元內(nèi)的所述后向散射系數(shù)取均值，得到所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述觀測(cè)樣本集中的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果，包括: 根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集以及所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集，計(jì)算觀測(cè)后向散射系數(shù)與真實(shí)后向散射系數(shù)之間的偏移量； 將所述觀測(cè)樣本集中所有的后向散射系數(shù)均按照所述偏移量進(jìn)行平移，得到真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集； 根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果，包括: 根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征； 若符合，則所述星載散射計(jì)測(cè)量的所述后向散射系數(shù)正常； 若不符合，則所述星載散射計(jì)測(cè)量的所述后向散射系數(shù)異常。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，判斷所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)是否符合雙余弦分布特征，包括: 計(jì)算所述后向散射系數(shù)的真實(shí)值與所述后向散射系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值的差異； 計(jì)算所述差異的均方根誤差； 在所述差異的均方根誤差大于0.2dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在所述差異的均方根誤差小于或者等于0.2dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征； 和/或， 判斷所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集中所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值是否均大于0.5dB;在任意一個(gè)后向散射系數(shù)的絕對(duì)值大于0.5dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)不符合雙余弦分布特征;在所有的后向散射系數(shù)的絕對(duì)值均小于0.5dB時(shí)，所述真實(shí)后向散射系數(shù)樣本集的后向散射系數(shù)符合雙余弦分布特征。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集之前，還包括: 對(duì)所述星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制處理;其中，質(zhì)量控制處理包括以下處理中的一種或多種:剔除所述L2B級(jí)數(shù)據(jù)中與再分析海面風(fēng)速數(shù)據(jù)的差值超過4m/s的海面風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除北瑋50°以北及南瑋50°以南對(duì)應(yīng)的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)陸地和海冰的風(fēng)矢量單元、剔除標(biāo)識(shí)降雨條件下的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)和剔除標(biāo)識(shí)受海流影響的后向散射系數(shù)數(shù)據(jù)。9.一種星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括: 獲取模塊，用于獲取星載散射計(jì)中風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)和所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何，以及與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù);其中，所述觀測(cè)幾何包括:觀測(cè)方位角和入射角；所述再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)包括:風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述觀測(cè)幾何和與所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算與所述觀測(cè)幾何相匹配的相對(duì)風(fēng)向； 構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述相對(duì)風(fēng)向，構(gòu)建獲取的所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)樣本集； 檢驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述后向散射系數(shù)的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集，對(duì)所述觀測(cè)樣本集中的所述后向散射系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，得到所述后向散射系數(shù)是否準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果;其中，所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣本集中包括多個(gè)模型后向散射系數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的星載散射計(jì)后向散射系數(shù)的檢驗(yàn)裝置，其特征在于，所述獲取模塊，包括: 獲取子模塊，用于獲取星載散射計(jì)采集的L2A級(jí)數(shù)據(jù)和L2B級(jí)數(shù)據(jù)，以及再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)； 第一提取子模塊，用于提取所述L2B級(jí)數(shù)據(jù)中所述風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的采集狀態(tài)信息;所述采集狀態(tài)信息包括:經(jīng)瑋度信息、時(shí)間信息和沿軌行列號(hào)信息； 第二提取子模塊，用于根據(jù)所述采集狀態(tài)信息，從所述L2A級(jí)數(shù)據(jù)中提取所述風(fēng)矢量單元對(duì)應(yīng)的后向散射系數(shù)及所述后向散射系數(shù)的觀測(cè)幾何； 第三提取子模塊，用于根據(jù)所述采集狀態(tài)信息，從所述再分析海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中提取與所述后向散射系數(shù)及所述觀測(cè)幾何相匹配的再分析風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK106021864SQ201610304628
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】鄒巨洪, 郭茂華, 崔松雪, 吳志峰, 鄒斌, 林明森
【申請(qǐng)人】國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心, 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院