【技术实现步骤摘要】
机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法及系统
本专利技术属于陆地和海洋参数测量领域，具体涉及一种机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法及系统。
技术介绍
根区土壤水分处于土壤-植物-大气连续体的核心位置，对干旱半干旱地区作物生长、植被恢复和水土流失过程均具有重要影响。根区土壤水分的获取对于农业以及粮食生产尤为重要，同时土壤水分剖面信息的获取能与当前的陆面/水文模式相契合，更好地支撑数据同化研究、天气与气候预报、水资源管理等应用需求。微波遥感技术是获取土壤水分的有效监测手段。目前合成孔径雷达和微波辐射计是两种较为常见和成熟的微波遥感方式。土壤水分和海洋盐度观测卫星(SMOS)和土壤水分探测卫星(SMAP)都是工作在L波段的微波遥感卫星。但在L波段，只能穿透浅层地表，因此适用于土壤表层(约5cm)的土壤水分获取，而且由于穿透强度的限制，L波段只能穿透中等厚度的植被冠层。对于根区土壤水分的获取，则需要使传感器工作在更低的频率范围，如频率范围是240-380MHz的P波段。其中，P波段可以穿透深度约40cm,同时...
【技术保护点】
1.一种机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，其工作于P波段，包括：/n步骤S1：将一待测土壤剖面划分为多个分层，并根据待测土壤剖面的输入参数建立待测土壤剖面的介电常数模型，得到待测土壤剖面的各个分层的介电常数；/n步骤S2：利用所述步骤S1中的待测土壤剖面的各个分层的介电常数来获取每个分层的透过率、反射率和每两个相邻分层之间的衰减；/n步骤S3：根据各个分层的粗糙程度，分别构建光滑表面反射率矩阵和粗糙表面反射率矩阵；/n步骤S4：根据所述步骤S3中的光滑表面反射率矩阵和粗糙表面反射率矩阵，利用极化合成的方法计算各个分层在各个极化状态上的反射特性，该反射特性...
【技术特征摘要】
1.一种机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，其工作于P波段，包括：
步骤S1：将一待测土壤剖面划分为多个分层，并根据待测土壤剖面的输入参数建立待测土壤剖面的介电常数模型，得到待测土壤剖面的各个分层的介电常数；
步骤S2：利用所述步骤S1中的待测土壤剖面的各个分层的介电常数来获取每个分层的透过率、反射率和每两个相邻分层之间的衰减；
步骤S3：根据各个分层的粗糙程度，分别构建光滑表面反射率矩阵和粗糙表面反射率矩阵；
步骤S4：根据所述步骤S3中的光滑表面反射率矩阵和粗糙表面反射率矩阵，利用极化合成的方法计算各个分层在各个极化状态上的反射特性，该反射特性为各个分层的双站雷达散射截面；
步骤S5：根据所述步骤S2中的每个分层的透过率、反射率和每两个相邻分层之间的衰减以及所述步骤S4中的反射特性来获得单次反射的总接收机波形。
2.根据权利要求1所述的机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，所述全极化单次反射仿真系统的输入参数包括：土壤质地、土壤温度、土壤块密度、地表粗糙度和土壤含水量。
3.根据权利要求1所述的机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，所述待测土壤剖面的介电常数模型是基于混合介质介电常数模型修正得到的，所述介电常数的实部采用线性校正来校正，所述介电常数的虚部ξ"通过修正有效电导率来修正。
4.根据权利要求3所述的机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，所述介电常数的实部的校正公式为：
ξ'＝1.15ξ"-0.68
式中，ξ'和ξ"分别是介电常数的实部和虚部；
有效电导率σeff的修正公式为：
σeff＝0.0467+0.2204ρb-0.4111*S+0.6614*C，
式中，σeff是有效电导率，ρb是土壤块密度，S和C分别是沙土含量和粘土含量。
5.根据权利要求1所述的机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，所述每个分层的透过率、反射率和每两个相邻分层之间的衰减为：
其中，下标i和j分别是彼此相邻的分层中的第i层和第j层，Tv和Th分别为第i层的垂直和水平极化的透过率，Rv和Rh分别是第i层的垂直和水平极化的反射率；θ为入射角，εi为第i层的介电常数；λ为波长，α为第i层和第j层之间的衰减系数。
6.根据权利要求1所述的机会信号反射遥感的全极化单次反射仿真方法，其特征在于，在所述步骤S3中，对于分层为光滑表面的情况，则构建光滑表面反射率矩阵，所述光滑表面反射率矩阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴学睿，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：上海;31
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