[其他]精確測量干涉輻射計中的相對速度的方法和設備

無效

• 申請號: 87104552
• 申請日: 1987-07-01
• 公開（公告）號: CN87104552A
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 維利·卡爾A
• 申請（專利權）人: 休斯航空公司
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S13/89
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

本發明一般地涉及使用掃描干涉儀的輻射度成像器，更具體地涉及用于精確測量干涉儀和被掃描場景間的相對速度的方法和設備。

輻射度成像器有很多實際應用，包括大地的、天文的和海洋的特征的測繪，大氣中的水汽的測量，雨和海洋表面溫度的測量，以及水文現象和云層的底面狀態或雨的估計。

由Carl????A.Wiley在1984年5月7日申請的序列號為607848，題目為“干涉輻射計”的美國專利申請中，描述了一種掃描干涉儀的輻射度成像器。在那篇申請中公開的輻射計使用了一種有一系列予定寬度的靈敏度波瓣的條紋方向圖的干涉儀。當該干涉儀掃描場景時，就產生一個建立在掃描儀視場范圍內的所有輻射體的疊加貢獻基礎上的干涉信號。利用一個予定的特征信號或匹配濾波器參考信號，可重建這個在掃描方向上的場景的射頻輻射。其中的匹配濾波器參考信號相應于當干涉儀掃描處在掃描場景中的單個的、固定輻射體時產生的干涉信號。更可取的方法是，取干涉儀信號的快速付里葉變換，并乘以匹配濾波器參考信號的快速付里葉變換的復數共軛，隨后計算上述乘積信號的逆付里葉變換，以壓縮該數據。壓縮后的數據表示位于掃描場內的所有點輻射源的位置和強度。在時間域內使用卷積法或互相關法，把干涉儀信號同存貯的匹配濾波器信號相比較，也可以得到基本上類似的結果。

在以前的申請中描述的輻射度成像器要求使用一個同由掃描單個的固定輻射體產生的干涉儀信號精確相符的匹配濾波器信號。因為適當的匹配濾波器信號是隨干涉儀和被掃描場景的相對切向速度而變化的，因而，不掌握精確的相對速度就無法達到正確的成像。這個切向速度相當于干涉儀相對于場景的真實速度除以距離，即V/H。

在這以前，已利用若干可能的技術來確定干涉儀和被掃描場景的相對切向速度，但沒有一種技術是完全滿意的。一種技術是測量場景中的各個點輻射體穿過干涉儀的相繼的波瓣的速率。另一種技術是利用三角測量術去確定在予定時間周期內干涉儀位置的變化。雖然，這些用來確定相對速度的技術一般來說是有效的，但它們被認為是使問題不必要地復雜化了，或者不能足夠準確地去建立所需分辨力的輻射度圖象。

因此，意識到有一種需要，即改進測量輻射度成像器中的干涉儀相對于被掃描場景的切向速度的方法和設備，它既沒有不必要地復雜化，且又不太貴，而又能提供高精度的相對速度的測量結果。本發明將完全滿足這種需要。

本發明具體化為一種測量干涉儀和被掃描場景的相對切向速度的設備及有關的方法。使用的手段是使來自干涉儀的信號同一個特征信號或匹配濾波器參考信號相關，為使相關值最大，要可控地調整參考信號。匹配濾波器參考信號相當于以予定相對速度掃描單個點輻射源時產生的干涉儀信號。相關裝置是把這個匹配濾波器參考信號同干涉信號相關，以產生相應的誤差信號。響應相關信號的反饋裝置，可控地調整參考信號，以基本上使相關值最大。因此，本設備能以高效、可靠的方式產生干涉儀和被掃描場景之間的相對移動速度的精確測量結果。

更具體地說，本發明的設備是輻射度成像器的一部分，本發明設備的各個單元全都迭代地工作，所以能逐次地產生更準確的相對速度的測量結果。在本發明的一個實施例中，參考信號裝置提供兩個匹配濾波器參考信號，其中之一對應于予定的高相對速度，另一個則對應于予定的低相對速度。相關裝置使干涉信號同上述兩個參考信號相關以產生高相關信號和低相關信號，去供反饋裝置處理。每一次迭代，反饋裝置可控地調整參考信號裝置，使之產生的高參考信號和低參考信號，逐次地更準確地接近最佳參考信號。當最終達到最佳參考信號時，它表示干涉儀和被掃描場景的精確的相對速度。

在本發明的其它形式中，反饋裝置還能比較由高相關信號和低相關信號確定的功率電平，并產生一個相應的誤差信號，以可控地調整參考信號裝置。當兩個確定的功率電平彼此基本上相等時，該設備就確定相對速度的測量結果基本上等于對應的高速和低速之間的中間值的速度。在這種設備中，還能包括有用于把高相關信號和低相關信號同予定的門限比較的電平限制裝置，只有當兩個相關信號都超過對應的門限時，才容許比較它們各自的功率電平。

本發明的其它形式及其優點，將從下面的結合闡述本發明原理的附圖對最佳實施例的說明中看得更明白。

圖1是依照本發明的一個干涉輻射計的簡化圖，其中包括干涉儀的一系列靈敏度波瓣的圖解式描述;

圖2是當圖1所示的輻射計掃描單個點輻射源時產生的干涉儀信號的曲線圖;

圖3是圖1所示輻射計的匹配濾波器速度測量系統和成像系統的簡化方塊圖;