本文選題：被動(dòng)毫米波 + 輻射計(jì)�。� 參考：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入,水環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)問題被世界各國日益重視。目前,主要通過可見光、紅外等遙感技術(shù)進(jìn)行大范圍的水上目標(biāo)監(jiān)測(cè)。但光學(xué)探測(cè)方法受天氣和環(huán)境的影響較大,無法在雨、霧、霾等惡劣條件下正常工作。微波雷達(dá)檢測(cè)方法則克服了上述波段的不足,擁有全天時(shí)全天候的工作能力,以被動(dòng)方式工作的毫米波輻射計(jì)可通過接收水面物體的輻射信號(hào)辨別不同目標(biāo)。基于我國水上目標(biāo)探測(cè)的狀況及實(shí)際需求,利用水面的毫米波輻射特性與典型水上目標(biāo)的輻射特性存在很大差異這一特點(diǎn),對(duì)水上目標(biāo)在3mm和8mm兩個(gè)波段的毫米波輻射特性展開了深入的研究。本文主要研究工作和內(nèi)容如下:(1)在對(duì)毫米波輻射測(cè)量和成像的基本原理、典型毫米波輻射計(jì)系統(tǒng)和輻射計(jì)定標(biāo)方法介紹的基礎(chǔ)上,對(duì)天空、水面、金屬目標(biāo)及水面植被等典型目標(biāo)進(jìn)行理論建模、計(jì)算仿真,比較分析其輻射特性的特點(diǎn)。(2)本文研究應(yīng)用于水面環(huán)境,在前人工作的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了毫米波輻射計(jì)水面目標(biāo)檢測(cè)可視化仿真軟件,根據(jù)先期水面目標(biāo)的輻射特性對(duì)輻射探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真,為水面環(huán)境探測(cè)實(shí)驗(yàn)提供科學(xué)依據(jù);研究設(shè)計(jì)了可在水環(huán)境下工作的毫米波輻射計(jì)無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),利用此系統(tǒng)在宜興太湖水域?qū)Φ湫湍繕?biāo)進(jìn)行外場(chǎng)輻射數(shù)據(jù)測(cè)量采集實(shí)驗(yàn),經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理,驗(yàn)證了理論模型研究的正確性,證明了利用毫米波輻射計(jì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)水面環(huán)境的可行性。(3)在上海崇明海域,對(duì)天空、水面、水上典型金屬目標(biāo)和植被目標(biāo)在3mm和8mm波段的輻射特性進(jìn)行測(cè)量,與太湖水域輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),研究了典型目標(biāo)輻射特性在不同環(huán)境溫度下的特點(diǎn);組合大量輻射數(shù)據(jù)的采集分析,對(duì)水面荷葉和金屬目標(biāo)進(jìn)行了矩陣式輻射掃描、插值擬合成像實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明輻射圖像能達(dá)到更加直觀的表現(xiàn)水面目標(biāo)的物理幾何特征,監(jiān)測(cè)水面環(huán)境的目的。在對(duì)水上典型金屬目標(biāo)和植被目標(biāo)輻射特性研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合大量輻射數(shù)據(jù),開展水面目標(biāo)區(qū)域矩陣式掃描、插值擬合成像的實(shí)驗(yàn)研究,為進(jìn)一步利用毫米波輻射計(jì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水面環(huán)境提供了理論和數(shù)據(jù)支持。
[Abstract]:With the development of the concept of sustainable development, the problem of water environment monitoring and protection has been paid more and more attention to all over the world. At present, the main remote sensing technology, such as visible light, infrared, and other remote sensing technology to monitor the wide range of water targets. However, the optical detection method is greatly affected by the weather and environment, and can not work normally under the bad conditions such as rain, fog, haze and so on. The microwave radar detection method overcomes the shortcomings of the above waveband and has the ability to work all day and all weather. The millimeter wave radiometer which works passively can distinguish different targets by receiving radiation signals from water surface objects. Based on the status and actual demand of water target detection in China, the millimeter wave radiation characteristics of water surface are very different from those of typical water target. In this paper, the millimeter wave radiation characteristics of water target in 3mm and 8mm bands are studied. The main work and contents of this paper are as follows: (1) on the basis of the basic principle of millimeter wave radiation measurement and imaging, the introduction of typical millimeter wave radiometer system and radiometer calibration method, The typical targets, such as metal targets and surface vegetation, are modeled, simulated, and their radiation characteristics are compared and analyzed. The visual simulation software of millimeter wave radiometer surface target detection is designed. According to the radiation characteristics of the water surface target, the dynamic simulation of the radiation detection system is carried out, which provides the scientific basis for the water surface environment detection experiment. The wireless data acquisition system of millimeter wave radiometer which can work in the water environment is studied and designed. The system is used to measure and collect the radiation data of typical targets in Taihu Lake, Yixing, and the experimental data are analyzed and processed. The correctness of the theoretical model research is verified, and the feasibility of using millimeter wave radiometer system to monitor the water surface environment is proved. The radiation characteristics of typical metal targets and vegetation targets in the 3mm and 8mm bands were measured and compared with the radiation data of Taihu Lake. The radiation characteristics of typical targets at different ambient temperatures were studied. Combined with a large amount of radiation data acquisition and analysis, the surface lotus leaf and metal target were scanned by matrix radiation, and the experiment of interpolation fitting imaging was carried out. The experimental results show that the radiative image can achieve more intuitively the physical geometric characteristics of the water surface target and monitor the water surface environment. On the basis of studying the radiation characteristics of typical metal targets and vegetation targets on water, combined with a large amount of radiation data, the experimental research on the area matrix scanning and interpolation fitting imaging of water surface targets is carried out. It provides theoretical and data support for the further use of millimeter wave radiometer system to monitor the water surface environment in real time.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U69;X832

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