多种星载无线电频率干扰识别算法的比较

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由于无线电频率干扰(Radio-Frequency Interference,RFI)对星载微波遥感的影响日益严重,在卫星遥感探测地球大气自然的散射和辐射量中,增加了不可预测的噪声。为了比较各种RFI信号识别方法的适用性,基于2015年冬季和夏季先进微波扫描辐射计(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2,AMSR-2)的观测亮温数据,分别采用谱差法、多通道回归分析法和双主成分分析法(double principal component analysis,DPCA),对美国陆地区域的6.925GHz和欧洲陆地区域的7.3GHz的无线电频率干扰进行识别和分析;用谱差法、多通道回归分析法、双主成分分析法和比值法对欧洲陆地10.65GHz通道的RFI信号进行识别分析;在海洋上针对美国附近海域的7.3GHz、以及欧洲海洋区域10.65GHz的频率干扰分别使用双主成分分析法、多通道回归分析法和比值法进行识别和分析,并对比每个区域几种方法的月综合结果。结果表明,在夏季陆地谱差法、DPCA法和多通道回归分析法均可以有效识别美国地区6.925GHz、欧洲地区7.3GHz的RFI信号干扰情况;在欧洲陆地10.65GHz的RFI识别中,DPCA法在夏季和冬季均可使用,谱差法和多通道回归分析法在夏季可以有效识别RFI信号,在冬季会受积雪下垫面的影响出现误判,而比值法只能识别出英格兰地区的强RFI干扰,对于7.3GHz和10.65GHz的RFI会混合出现的意大利和土耳其等地比值法则不再适用。在海洋上,针对美国附近海域7.3GHz通道和欧洲附近海域10.65GHz通道的RFI识别,DPCA法、多通道回归分析法和比值法均识别出分布趋势一致的RFI信号,不过,多通道回归分析法识别出的RFI信号强度偏强,范围偏大,比值法则会在海陆边界及附近视场出现误判的情况,并且比值法的RFI指数不具备强度意义,只能用来判别RFI信号的存在。总之,多通道回归分析法和双主成分分析法的适用范围较为广泛,而谱差法和比值法各有弊端。
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