一种基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法及系统技术方案

技术编号:24084429 阅读:47 留言:0更新日期:2020-05-09 05:30
本发明专利技术属于二维综合孔径辐射计成像技术领域,公开了一种基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法及系统,利用辐射信号不相关的特点,将各个天线接收的模拟信号延时、相加后输入一个通道,经AD采样、自相关、傅里叶反演处理最终获得亮温图像。本发明专利技术将延时相关的思想与传统综合孔径微波辐射计相结合,在算法层面降低了互相关矩阵R和可见度函数V的计算复杂度。传统二维综合孔径成像算法是获得天线的互相关函数值,再将函数值依据基线差分类相加;但是本发明专利技术在基于延时相关的二维综合孔径成像算法中仅将延时相加数据的自相关函数与基线差一一对应即可,提升了信号处理效率,以较小的代价解决了传统综合孔径信号处理繁琐的问题。

A method and system of 2D synthetic aperture radiometer imaging based on delay correlation

【技术实现步骤摘要】
一种基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法及系统
本专利技术属于二维综合孔径辐射计成像
,尤其涉及一种基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法及系统。
技术介绍
目前,最接近的现有技术:突发性气象灾害已经对人类的生产生活造成日益严重的危害,而在全球和区域范围内对大气温度湿度三维分析的预报都是通过气象卫星上的遥感载荷对大气探测来实现,因此发展静止轨道气象卫星微波载荷及时预测突发性气象灾害是迫切的需求。实孔径微波辐射计因其难以实现星上大孔径扫描微波天线而无法满足测量要求,空间分辨率低成为地球静止轨道气象卫星上实现微波载荷的主要技术障碍。为了提高地球静止轨道气象卫星微波大气探测的空间分辨率,综合孔径微波辐射计的研究被提出并形成一系列的成果。传统综合孔径微波辐射计就是利用稀疏天线阵列和复相关接收,将阵列的单元天线成对组成许多具有不同基线的二元干涉仪,测量空间频率域的可见度函数采样,然后通过校正和反演算法得到场景亮温图像。其核心就是获取不同基线长度的可见度函数,以最基础的二元干涉仪来解释其原理。二元干涉仪如图2所示,将两路接受通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法,其特征在于,所述基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法包括以下步骤:/n步骤一,确定使用的天线阵列,并对两点点源、背景辐射以及校正源进行数据采集;/n步骤二,根据天线阵列的排布按编号设置天线阵各天线的位置,并求出相应的基线差;/n步骤三,根据天线位置和基础延时时间对所采集的数据进行延时相加处理;/n步骤四,根据基线差对延时相加后的数据进行自相关处理再求可见度;/n步骤五,对可见度进行反演得到亮温然后成像,最终得到点源的亮温图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法,其特征在于,所述基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法包括以下步骤:
步骤一,确定使用的天线阵列,并对两点点源、背景辐射以及校正源进行数据采集;
步骤二,根据天线阵列的排布按编号设置天线阵各天线的位置,并求出相应的基线差;
步骤三,根据天线位置和基础延时时间对所采集的数据进行延时相加处理;
步骤四,根据基线差对延时相加后的数据进行自相关处理再求可见度;
步骤五,对可见度进行反演得到亮温然后成像,最终得到点源的亮温图像。


2.如权利要求1所述基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法,其特征在于,步骤三中,对所采集的数据进行延时相加处理之前,需对采集的数据需要做预处理,对点源和背景辐射用校正源进行校正,然后分别进行延时相加处理,得到校正过后的点源以及背景辐射的延时相加数据。


3.如权利要求1所述基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法,其特征在于,步骤三中,所述延时相加处理的计算过程为:
Yi(t)、Yk(t-τ)分别对应Ui(t)、Uk(t-τ)经过通道后的输出信号,则两个信号之和为:
YΣ(t)=[Ui(t)+Uk(t-τ)]*h(t)。


4.如权利要求1所述基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法,其特征在于,步骤四进一步包括:
(1)分别将校正过的点源和背景辐射的延时相加数据进行自相关处理,对于一半的基线差,对应求出不同延时时间τ,再对延时相加的数据做循环位移,位移的量为相对应的延时时间τ,得到yΣ(n-τ);
(2)把yΣ(n)和yΣ(n-τ)按着一半的基线差对应做自相关运算,找出相应基线差的个数,将求得的与基线差对应的自相关结果分别除以对应基线差的个数就能求得对应的可见度的值;
(3)再对可见度的值求共轭复数,扩展至完整的基线差,得到完整的基线差对应的可见度,根据二维综合孔径辐射计的UV平面,将得到的可见度的值赋值给相应的采样点,得到最终的天线阵列的整个UV平面的可见度,得到校正过后的点源以及背景辐射的可见度的值。


5.如权利要求1所述基于延时相关的二维综合孔径辐射计成像方法,其特征在于,步骤四中,进行自相关处理再求可见度的计算方法包括:
经过AD采样后写成YΣ(n),90度相移后的采样信号写成最小延时时间是采样时间的整数倍,取延时时间τ等于AD采样间隔,则Yi(t)、Yk(t-τ)量化后对应是Yi(n)、Yk(n-1),于是有:
YΣ(n)=Yi(n)+Yk(n-1)






相隔足...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄全亮李青侠邓威杨雪清刘道敏于华鉴王凡陶凯立
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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