[发明专利]一种基于卫星被动微波遥感数据的射频干扰检测方法

说明书

技术领域

本发明属于微波遥感技术领域，更具体地，涉及一种基于卫星被动微波遥感数据(包括SMOS、Aquarius、WindSat等工作在被动微波遥感频段范围内的卫星数据)的射频干扰检测方法，可为星载遥感器的应用以及射频干扰检测、抑制提供参考，亦可为无线电管理提供参考。

背景技术

土壤湿度和海洋盐度(Soil Moisture and Ocean Salinity，SMOS)卫星工作在被动微波遥感1400-1427MHz频段范围内，在轨运行后，通过对大量的观测数据处理分析后发现，SMOS数据受到严重的射频干扰。射频干扰主要是由于人为因素产生的，能够淹没原始的遥感信号，极大地降低数据利用率和数据质量，最终导致后续数据产品质量急剧下降、可靠度降低，甚至完全不可用。

同样工作在被动微波遥感1400-1427MHz频段范围内的Aquarius卫星提供的数据中也出现了较为严重的射频干扰问题；工作在其它被动微波遥感频段的卫星也遭遇了同样的困扰，比如WindSat卫星(工作于6.8GHz、10.7GHz、18.7GHz、23.8GHz和37.0GHz五个频点)；可以预见，即将发射的、工作在被动微波遥感1400-1427MHz频段范围的SMAP卫星也将面临射频干扰的严峻挑战。

这些射频干扰不仅对工作在被动遥感频段范围的地球探测卫星产生影响；对工作在同一频段及其相邻频段内的射电天文望远镜也会产生严重的影响，导致其灵敏度降低、甚至无法正常工作；还会造成相邻频带范围内的导航系统的定位精度变差、或无法定位。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于卫星被动微波遥感数据的射频干扰检测方法，可以实现射频干扰的检测，确定射频干扰的位置、来源，并分析其特征。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于卫星被动微波遥感数据的射频干扰检测方法，包括：

(1)数据筛选：获取卫星被动微波遥感数据中的陆地数据，提取陆地数据中的异常数据点，并提取各异常数据点周围预设范围内的数据，保存在数据组中，所述数据包含经度、纬度、亮温值、俯仰角、方位角信息；

(2)地理定位：提取步骤(1)中超过射频干扰门限的数据，对该组数据进行三次多项式插值，提取插值后最大亮温所对应的位置坐标作为该射频干扰的位置；

(3)平均处理：通过步骤(1)和步骤(2)对一个半轨数据的每个快照处理后，将超过门限的射频干扰的所有地理位置坐标作平均处理，作为该射频干扰的位置；

(4)地理标识：在地图上标记出射频干扰的地理位置坐标，在其附近寻找射频干扰的来源；

(5)综合分析：提取射频干扰多次测量的亮温数据及对应的时间数据、方向数据，将这些数据存入三维数组，分别绘制射频干扰亮温随时间、方向变化的图像，随后，根据图像分析其随时间、方向变化的特征，其中所述方向包括俯仰角和方位角。

本发明的技术效果体现在：采用该方法可获得射频干扰的位置信息及其主要特征，主要包括射频干扰的地理位置分布特征、部分射频干扰的来源、随时间和方向变化等特征。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于可以很好地适用于卫星被动微波遥感数据的射频干扰检测，能为星载遥感器的应用以及射频干扰检测、抑制提供参考，亦可为无线电管理提供参考。

附图说明

图1是本发明射频干扰检测方法数据处理流程图；

图2是由2013年8月18日-2013年8月20日中的SMOS L1-c级数据检测得到的中国地区的射频干扰位置分布；

图3是本发明实施例中贵州省六盘水市山区的某射频干扰附近提取出来的一组异常亮温数据；

图4是采用三次多项式插值的方法对图3的数据进行插值后的亮温分布图；

图5是贵州省六盘水市山区的某射频干扰地理位置；

图6是江西丰城市境内某射频干扰在几个时间段的亮温分布图，其中：

图6(a)不同时段HH(水平极化)亮温随俯仰角变化；

图6(b)不同时段VV(垂直极化)亮温随俯仰角变化；

图7是西藏拉萨地区某射频干扰两次测量的亮温分布，其中：

图7(a)VV亮温值随俯仰角变化；

图7(b)HH亮温值随俯仰角变化；

图7(c)VV亮温值随方位角变化；

图7(d)HH亮温值随方位角变化。

具体实施方式