【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微波遙感，具體涉及一種針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置及方法。
技術介紹
1、被動微波遙感是獲取地表土壤濕度的關鍵手段，尤其低頻l波段(1.4ghz)對土壤水分敏感。自然界存在分層介質的垂直結構，包括土壤、落葉層、積雪、森林和大氣等。實現不同介質的輻射能量解耦是實現地表土壤水分高精度反演的關鍵。地基微波輻射計是進行衛星遙感觀測驗證的主要方法，同時在研究介質的輻射傳輸參數以及不同介質之間的輻射傳輸耦合過程發揮了關鍵作用。在利用地基輻射計測量不同介質的輻射亮溫時，往往忽略其它介質對目標物質的輻射耦合影響，從而導致目標介質輻射亮溫出現偏差。例如，在野外測量中往往把地基輻射計架設在樹下通過喇叭天線向上觀測或架設在冠層之上向下觀測的方式獲取冠層的輻射亮溫，但土壤微波輻射會被森林冠層反射或者穿透冠層而進入傳感器，從而使得觀測的冠層亮溫偏高，影響了冠層輻射傳輸參數的解算精度。
2、屏蔽其它介質的微波輻射影響是精確測量目標物質輻射亮溫的有效方法。但是，目前針對地基微波輻射計的地表土壤輻射屏蔽方法和屏蔽裝置研究較少。同時，土壤和大氣之間存在水汽傳輸效應，如何遵循真實的自然狀態也為屏蔽土壤微波輻射帶來了挑戰。
3、因此，專利技術人提供了一種針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置及方法。
技術實現思路
1、(1)要解決的技術問題
2、本專利技術實施例提供了一種針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置及方法，解決了地基微波輻射計在野外測量森林冠層時無法屏蔽地
3、(2)技術方案
4、本專利技術的第一方面提供了一種針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，包括微波輻射計、自動升降臺、屏蔽網和終端控制臺，所述微波輻射計放置于所述自動升降臺的上端面且架設于森林冠層之上，所述屏蔽網鋪設于待檢測的森林冠層下方的土壤，所述終端控制臺與所述微波輻射計電控連接且用于調整所述微波輻射計的觀測角度、方位角，所述終端控制臺與所述自動升降臺電控連接且用于調整所述自動升降臺的高度。
5、進一步地，所述屏蔽網為金屬網，其網孔徑為1～10mm。
6、進一步地，所述屏蔽網的單層厚度為1～2mm。
7、進一步地，所述屏蔽網為不銹鋼材質。
8、進一步地，所述微波輻射計的觀測頻率為1.4ghz，波長為21cm，天線的視場角為10°～15°，觀測角為45°～55°。
9、進一步地，所述自動升降臺的最大升降高度為10m。
10、進一步地，所述自動升降臺包括底座、升降機構及平臺，所述升降機構的一端與所述平臺鉸接，所述升降機構的另一端于所述底座鉸接，所述微波輻射計安裝于所述平臺。
11、進一步地，所述底座的下端面安裝有多個滾輪。
12、本專利技術的第二方面提供了一種利用上述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置的屏蔽方法，包括以下步驟：
13、將微波輻射計固定安裝于自動升降臺上；
14、分別將所述微波輻射計、所述自動升降臺與終端控制臺連接；
15、利用所述微波輻射計分別觀測黑體和液氮，獲取冷端亮溫和熱端亮溫，并通過冷端和熱端的電壓值與兩端輻射亮溫建立方程組，解算定標系數；
16、啟動所述自動升降臺，并通過所述終端控制臺控制所述自動升降臺升至設定高度、調節所述微波輻射計的天線入射角和天線方位角；
17、喇叭天線朝下測量地表土壤的輻射能量，通過所述定標系數和電壓值計算得到亮溫值，并記錄第一觀測數據；
18、在同樣的地面范圍鋪設屏蔽網以覆蓋地表土壤，喇叭天線朝下測量同樣的地面范圍，并記錄第二觀測數據；
19、通過對比所述第一觀測數據及所述第二觀測數據，判斷屏蔽土壤輻射的效果；
20、依據判斷結果，調整所述微波輻射計的方位角，觀測森林冠層；
21、根據輻射傳輸方程獲得冠層的輻射亮溫，根據樹干的物理溫度獲取冠層的微波發射率。
22、進一步地，所述根據樹干的物理溫度獲取冠層的微波發射率之后，還包括：
23、完成野外測量后，保存測量數據，并通過所述終端控制臺控制所述微波輻射計和所述自動升降臺復位。
24、(3)有益效果
25、綜上，本專利技術通過屏蔽網保障了土壤與大氣之間的水汽交互，避免了由于裝置引起的輻射亮溫測量不確定性，可以有效地屏蔽來自地表的土壤微波輻射，提高了目標介質的輻射傳輸參數精度。
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1.一種針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，包括微波輻射計(1)、自動升降臺、屏蔽網(3)和終端控制臺(4)，所述微波輻射計(1)放置于所述自動升降臺的上端面且架設于森林冠層之上，所述屏蔽網(3)鋪設于待檢測的森林冠層下方的土壤，所述終端控制臺(4)與所述微波輻射計(1)電控連接且用于調整所述微波輻射計(1)的觀測角度、方位角，所述終端控制臺(4)與所述自動升降臺電控連接且用于調整所述自動升降臺的高度。
2.根據權利要求1所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述屏蔽網(3)為金屬網，其網孔徑為1～10mm。
3.根據權利要求2所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述屏蔽網(3)的單層厚度為1～2mm。
4.根據權利要求2所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述屏蔽網(3)為不銹鋼材質。
5.根據權利要求1所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述微波輻射計(1)的觀測頻率為1.4GHz，波長為21cm，天線的視場角為10°～15°，觀測角為4
6.根據權利要求1所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述自動升降臺的最大升降高度為10m。
7.根據權利要求1所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述自動升降臺包括底座(201)、升降機構(202)及平臺(203)，所述升降機構(202)的一端與所述平臺(203)鉸接，所述升降機構(202)的另一端于所述底座(201)鉸接，所述微波輻射計(1)安裝于所述平臺(203)。
8.根據權利要求7所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述底座(201)的下端面安裝有多個滾輪(204)。
9.一種利用如權利要求1-8中任一項所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置的屏蔽方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的屏蔽方法，其特征在于，所述根據樹干的物理溫度獲取冠層的微波發射率之后，還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，包括微波輻射計(1)、自動升降臺、屏蔽網(3)和終端控制臺(4)，所述微波輻射計(1)放置于所述自動升降臺的上端面且架設于森林冠層之上，所述屏蔽網(3)鋪設于待檢測的森林冠層下方的土壤，所述終端控制臺(4)與所述微波輻射計(1)電控連接且用于調整所述微波輻射計(1)的觀測角度、方位角，所述終端控制臺(4)與所述自動升降臺電控連接且用于調整所述自動升降臺的高度。
2.根據權利要求1所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述屏蔽網(3)為金屬網，其網孔徑為1～10mm。
3.根據權利要求2所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述屏蔽網(3)的單層厚度為1～2mm。
4.根據權利要求2所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述屏蔽網(3)為不銹鋼材質。
5.根據權利要求1所述的針對地基微波輻射計的土壤輻射屏蔽裝置，其特征在于，所述微波輻射計(1)的觀測頻率...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張昱，曹凱，王哲，王悅，劉長文，劉泰營，牛野，梁瑞英，高航，
申請(專利權)人：北京無線電計量測試研究所，
類型：發明
國別省市：
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