[发明专利]差分大气水汽延迟量测量系统和方法

说明书

本发明提供了一种差分大气水汽延迟量测量系统和方法，包括：天线、183GHz接收机、数据采集系统、定标系统、数据处理计算机、中心处理计算机等。本系统和方法为星载分布式微波辐射计的大气水汽延迟测量提供了技术解决途径，具有高精度、高效率、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及一种差分大气水汽延迟量测量系统和方法。

背景技术

星载分布式微波辐射计具有高空间分辨率优势，具有重要的应用价值，是目前微波无源遥感辐射计技术领域研究的热点。星载分布式微波辐射计由多个星载微波辐射计组成，各星载微波辐射计之间的间距从几十米到几公里不等。星载分布式微波辐射计对地面目标观测的相位信息是成像的关键。星载分布式微波辐射计对地遥感观测时，由于各微波辐射计距离较远，每个微波辐射计观测路径的大气成分不同，导致地面观测目标的辐射信号产生不同的延迟，引起相位发生变化，影响成像结果。

大气主要由干性成分和水汽两部分组成，干性成分变化较慢，可以精确建模，而水汽变化较快，难以建模，并且水汽引起的路径延迟较大，为此必须精确测量水汽导致的路径延迟，才能实现星载分布式微波辐射计的应用。精确测量水汽导致的绝对路径延迟难度较大，但星载分布式微波辐射计中的各微波辐射计对地面目标观测的相位信息仅与水汽导致的相对路径延迟有关。

发明内容

本发明的目的在于提供一种差分大气水汽延迟量测量系统和方法。

为解决上述问题，本发明提供一种差分大气水汽延迟量测量系统，包括：

天线；

分别与所述天线通信的定标系统和183GHz接收机；

与所述183GHz接收机通信的数据采集系统；

与所述数据采集系统通信的数据处理计算机；

与所述数据处理计算机通信的中心处理计算机。

进一步的，在上述系统中，所述天线，用于接收大气中水汽辐射的信号。

进一步的，在上述系统中，所述183GHz接收机带宽为8GHz。

进一步的，在上述系统中，所述183GHz接收机，用于对接收的信号放大、下变频。

进一步的，在上述系统中，所述数据采集系统，用于将8GHz带宽划分为4个通道，其中，每个通道带宽为2GHz，并对每个通道检波，采集检波电压值，并对检波电压值积分。

进一步的，在上述系统中，所述定标系统，用于将热源信号和冷空信号馈入系统。

进一步的，在上述系统中，所述数据处理计算机，用于对采集的数据进行定标处理，得到各通道的定标亮温。

进一步的，在上述系统中，所述中心处理计算机，用于通过无线传输接收各星载辐射计发送的亮温数据，计算各星载辐射计之间的差分水汽延迟量。

根据本发明的另一面，提供一种差分大气水汽延迟量测量方法，其特征在于，包括：所述方法包括：

1)位于各星载辐射计上的大气水汽延迟测量系统的天线指向观测区域；

2)定标系统开启，周期性馈入热源信号、冷空信号到183GHz接收机；

3)183GHz接收机放大、下变频水汽辐射的亮温信号、热源信号和冷空信号；

4)数据采集系统将8GHz带宽划分为4个通道，对每个通道检波，采集检波电压值，并对检波电压值积分，将积分后的数据发送给数据处理计算机；

5)数据处理计算机首先根据公式(1)、(2)、(3)对各通道数据进行处理，得到系统增益、偏置量和水汽辐射的亮温：