[发明专利]非偏振卫星传感器在轨偏振辐射特性反演方法

说明书

本发明实施例提供了一种非偏振卫星传感器在轨偏振辐射特性反演方法。该方法包括：获取非偏振卫星传感器在轨后获得的洋面场景区域的卫星观测数据作为地物观测目标；对所述卫星观测数据进行预处理；获取所述洋面场景区域的环境数据并进行预处理得到洋面环境数据；利用所述洋面环境数据构建海洋表面三维模型；基于所述海洋表面三维模型，结合菲涅尔反射定律模拟海洋表面的偏振辐射状态。此方法能够对在轨后的非偏振卫星传感器的偏振辐射特性进行反演及分析，得到大气顶的偏振辐射状态；对仪器偏振敏感性随观测几何和环境条件进行分析，得出仪器偏振辐射随不同条件的变化规律，对后续非偏振卫星传感器的偏振校正和辐射定标具有指导意义。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，具体地，涉及一种非偏振卫星传感器在轨偏振辐射特性反演方法。

背景技术

在遥感探测中，地物目标的辐射偏振状态可用来反演风速、气溶胶类型和光学厚度等，国内外都有相关的辐射偏振探测仪搭载于卫星进行偏振信息的探测与分析。但是对于非偏振卫星传感器，偏振是一种干扰信息，辐射传递链路的偏振灵敏度会影响遥感观测数据的精度及其后续应用，需要对仪器的偏振灵敏度进行反演分析及定量去除，以提高辐射定标精度。

对仪器进行在轨的偏振辐射校正主要是结合发射前实验室测量得到的仪器偏振灵敏度和利用辐射传输模拟工具模拟观测目标的大气顶偏振辐射状态这两部分进行的。但是，由于以往一些国产卫星仪器发射前未测量实验室偏振灵敏度，且仪器在轨的特性往往偏离发射前实验室的状态，需要针对在轨后的非偏振卫星传感器，利用其获取的特定遥感场景对仪器进行在轨偏振辐射特性反演，分析其偏振灵敏度，以便更准确地对仪器进行在轨偏振辐射校正和定标。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种非偏振卫星传感器在轨偏振辐射特性反演方法，此方法能够对非偏仪器辐射链路的偏振辐射响应进行建模、反演及分析，以便更准确地对仪器进行在轨偏振辐射校正。

为了达到上述目的，本申请提供了一种非偏振卫星传感器在轨偏振辐射特性反演方法，包括以下步骤：

S1，挑选非偏振卫星传感器在轨后获得的洋面场景遥感图像作为地物观测目标；

S2，对洋面场景区域的卫星观测数据进行预处理；

S3，对洋面场景区域的环境数据进行选择及预处理；

S4，利用洋面环境数据构建海洋表面三维模型；

S5，结合菲涅尔反射定律模拟真实海洋表面的偏振辐射状态；

S6，基于辐射传输模拟工具分析大气散射对辐射偏振状态的影响，建立大气辐射偏振状态查找表；

S7，将海表辐射状态与大气辐射传输状态耦合，得到洋面场景的大气顶偏振辐射状态；

S8，分析传感器在特定波段对于不同观测几何、不同环境的偏振辐射特性，得出其偏振敏感性变化规律，实现非偏振传感器在轨偏振辐射特性的反演。

在一些可选的实施方式中，所述步骤S1的挑选洋面场景遥感图像为通过轨道预报挑选区域面积大的洋面，获得其太阳反射波段的Level1数据。

进一步地，所述步骤S2的洋面场景区域的卫星观测数据进行预处理，包括：

对选取的洋面场景区域的卫星观测数据进行反射率定标；

对定标后的卫星观测数据进行云检测处理；

将处理完的多个5分钟块卫星观测数据合并成完整的一轨数据。

在一些可选的实施方式中，所述对数据进行反射率定标采用国家卫星气象中心的定标方法并确定具体系数。