多种星载无线电频率干扰识别算法的比较

发布时间：2020-07-08 09:32

【摘要】：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。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V443.5;TP79
【图文】：

工作原理,辐射测量,海面风,星下点

与Ｚ轴保持４７．５度的偏离星下点的角度，由于地球的曲５５度。由于微波扫描辐射测量强烈依赖于入射角，所以通的圆锥形扫描图案而不依赖于观察点来确保良好的特性。度对海面风的影响相当免疫，并且因为它在水平和垂直偏

亮温,通道,水平极化,大气辐射

负频谱梯度的大小判断强弱，即ＲＦＩ指数ｏＲＦＩ指数越大表示ＲＦＩ逡逑信号越强。逡逑图３给出的是２０１５年８月全球６．９２５ＧＨｚ和７．３ＧＨｚ水平极化通道的月平均亮温之逡逑差即ＲＨ指数的分布情况。由于两个通道频率非常接近，所以正常情况下，两个低频通逡逑道的谱差指数应都集中在零值或是绝对值较小的负值附近。但不难发现，图３中有许多逡逑正值甚至大于１０Ｋ的指数出现，明显可以看出这些谱差指数较高的点在美国本土和日本逡逑地区广泛分布，在巴西东部沿海、西亚、南亚地区也有离散存在。这些异常的高值点则逡逑很可能是由６．９２５ＧＨｚ的ＲＦＩ信号造成的。由于这些ＲＦＩ污染美国本土分布十分广泛，逡逑所以论文针对美国地区进行进一步的研宄。逡逑１５逡逑

亮温,低频通道,日美,极化方向

在自然地表大气辐射下，各通道的亮温会随着频率的增加而增加，图４显示的是逡逑２０１５年８月１日美国地区６．９２５ＧＨｚ、７．３ＧＨｚ和１０．６５ＧＨｚ三个低频通道的水平和垂直逡逑极化方向降轨观测的亮温情况，其中白色部分为轨道间隙和海洋。可以发现，各低频通逡逑道的亮温分布的大致趋势相同，海岸线处的亮温均为明显的低值，并且各低频通道亮温逡逑

【参考文献】