【摘 要】
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海洋盐度是研究海洋环流、水循环和海洋生态系统的重要参数。星载微波综合孔径辐射计是实现高分辨率海洋盐度探测的有效手段。综合孔径辐射计的亮温反演过程基于傅里叶变换,根据截断傅里叶级数变换特征,当观测亮温本身存在突变时,由于高频分量的损失,在亮温突变处附近会出现亮温振荡情况,即吉布斯现象。在天空-地球、海洋-陆地边界出现的亮温振荡,被称为空-地、海-陆污染。现有空-地、海-陆污染校正算法依赖于地理定位中
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海洋盐度是研究海洋环流、水循环和海洋生态系统的重要参数。星载微波综合孔径辐射计是实现高分辨率海洋盐度探测的有效手段。综合孔径辐射计的亮温反演过程基于傅里叶变换,根据截断傅里叶级数变换特征,当观测亮温本身存在突变时,由于高频分量的损失,在亮温突变处附近会出现亮温振荡情况,即吉布斯现象。在天空-地球、海洋-陆地边界出现的亮温振荡,被称为空-地、海-陆污染。现有空-地、海-陆污染校正算法依赖于地理定位中地球轮廓和海岸线的准确匹配,然而卫星的实际朝向和位置与标称值之间不可避免的存在偏差,导致地理定位误差。本文首先利用SMOS卫星数据验证了空-地、海-陆污染校正算法,提出通过亮温标准差的减小量来代表吉布斯现象的修正情况:空-地污染校正后亮温标准差平均减小了2k,海-陆污染校正后近海岸40km陆地区域亮温标准差平均减小4.1k,海洋区域亮温标准差平均减小3.4k。进一步仿真了地理定位误差对空-地和海-陆污染校正的影响:当指向偏移0.1°,轨道偏移200m时亮温残差标准差分别为1.4k和0.7k,其中地理定位主要误差来源是综合孔径辐射计指向误差。本文针对地理定位修正中,辐射计分辨率低难以精准划分海岸线的问题,提出了一种地理定位修正算法。利用综合孔径辐射计反演亮温图特征,通过滑动窗口对实际亮温图像和正演模型亮温图像进行局部特征匹配,从而实现地理定位修正。利用仿真和SMOS卫星数据验证了地理定位修正算法的可行性,将该地理定位方法进一步应用于SMOS卫星数据的海-陆污染校正,从图像上可以看出,经过地理定位修正后海陆污染校正图像海陆边界更加清晰,近海岸40km海-陆污染校正亮温标准差进一步减小,陆地区域亮温标准差平均减小了5.6k,海洋区域亮温标准差平均减小了7.8k,证明了地理定位修正方法的有效性。
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