Analysis of RFI Identification and Mitigation in CAROLS Radiometer Data Using a Hardware Spectrum Analyser

A method to identify and mitigate radio frequency interference (RFI) in microwave radiometry based on the use of a spectrum analyzer has been developed. This method has been tested with CAROLS L-band airborne radiometer data that are strongly corrupted by RFI. RFI is a major limiting factor in passive microwave remote sensing interpretation. Although the 1.400–1.427 GHz bandwidth is protected, RFI sources close to these frequencies are still capable of corrupting radiometric measurements. In order to reduce the detrimental effects of RFI on brightness temperature measurements, a new spectrum analyzer has been added to the CAROLS radiometer system. A post processing algorithm is proposed, based on selective filters within the useful bandwidth divided into sub-bands. Two discriminant analyses based on the computation of kurtosis and Euclidian distances have been compared evaluated and validated in order to accurately separate the RF interference from natural signals

CAROLS: A New Airborne L-Band Radiometer for Ocean Surface and Land Observations

The “Cooperative Airborne Radiometer for Ocean and Land Studies” (CAROLS) L-Band radiometer was designed and built as a copy of the EMIRAD II radiometer constructed by the Technical University of Denmark team. It is a fully polarimetric and direct sampling correlation radiometer. It is installed on board a dedicated French ATR42 research aircraft, in conjunction with other airborne instruments (C-Band scatterometer—STORM, the GOLD-RTR GPS system, the infrared CIMEL radiometer and a visible wavelength camera). Following initial laboratory qualifications, three airborne campaigns involving 21 flights were carried out over South West France, the Valencia site and the Bay of Biscay (Atlantic Ocean) in 2007, 2008 and 2009, in coordination with in situ field campaigns. In order to validate the CAROLS data, various aircraft flight patterns and maneuvers were implemented, including straight horizontal flights, circular flights, wing and nose wags over the ocean. Analysis of the first two campaigns in 2007 and 2008 leads us to improve the CAROLS radiometer regarding isolation between channels and filter bandwidth. After implementation of these improvements, results show that the instrument is conforming to specification and is a useful tool for Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite validation as well as for specific studies on surface soil moisture or ocean salinity

Mesures de l'humidité des sols et du contenu en eau de la végétation par radar aéroportéEstimation of soil moisture and vegetation biomass from airbone radar data

International audienceLe contrôle des changements naturels ou anthropogéniques qui se produisent continuellement dans la biosphère a un impact majeur sur la compréhension des échanges carbone eau entre la surface terrestre et l’atmosphère, et du cycle de l’eau en général. Les techniques de télédétection spatiales permettent justement ce contrôle et en particulier, le radar, du fait de la haute résolution délivrée, de la possibilité d’observation tout temps (dans la gamme de fréquences utilisée, 1–10 GHz, les ondes électromagnétiques sont quasiment insensibles aux composants atmosphériques) et à toute heure (c’est un système actif, contrairement aux instruments optiques et il s’affranchit ainsi des variations du rayonnement solaire), de la bonne pénétration des ondes dans le couvert végétal (meilleure qu’en optique tout du moins) et de sa sensibilité à l’humidité. La restitution, à partir du signal radar, de l’humidité superficielle des sols, paramètre clé des modèles hydrologiques par exemple ou du contenu en eau de la végétation, paramètre essentiel pour l’estimation de la bio- masse, est cependant un problème compliqué qui n’est pas encore totalement résolu, même si un certain nombre de méthodes sont déjà opérationnelles. De gros efforts de compréhension du signal mesuré restent encore à faire, en s’appuyant sur le développement de modèles théoriques ou semi- empiriques de l’interaction onde-milieu. Les modèles théoriques, physiquement fondés, doivent être confrontés à des données pour être validés et les modèles semi-empiriques calés à l’aide de ces mêmes données

A new empirical model to retrieve soil moisture and roughness from C-band radar data

International audienceA new empirical model for the retrieval, at a field scale, of the bare soil moisture content and the surface roughness characteristics from radar measurements is proposed. The derivation of the algorithm is based on the results of three experimental radar campaigns conducted under natural conditions over agricultural areas. Radar data were acquired by means of several C-band space borne (SIR-C, RADARSAT) or helicopter borne (ERASME) sensors, operating in different configurations of polarization (HH or VV) and incidence angle. Simultaneously to radar acquisitions, a complete ground truth data base was built up with different surface condition measurements of the mean standard deviation (rms) height s, the correlation length l, and the volumetric surface moisture Mv. This algorithm is more specifically developed using the radar cross-section σ0 (HH polarization and 39° incidence angle off nadir), namely, σ0HH,39, and the differential (HH polarization) radar cross-section Δσ0=σ0,23°−σ0,39° in terms of an original roughness parameter, Zs, namely Zs=s2/l, and Mv. A good agreement is observed between model outputs and backscattering measurements over different test fields. Eventually, an inversion technique is proposed to retrieve Zs and Mv from radar measurements

Combinaison de mesures de télédétection micro-ondes spatiales et aéroportées pour l'Observation des Surfaces Continentales et Océaniques

International audienceLes techniques micro-ondes spatiales sont de bons candidats pour l'étude et le contrôle du système Terre. Des radars ou radiomètres sont embarqués à bord de satellites et scrutent les continents et océans. Des instruments aéroportés sont parallèlement développés au LATMOS pour l'aide à la conception, la validation et/ou l'étalonnage d'instruments spatiaux. Les données qu'ils fournissent sont aussi très utiles pour le développement et la validation de modèles électromagnétiques et de méthodes d'inversion du signal. Quelques exemples de l'association, entre mesures aéroportées et spatiales, ayant conduit à améliorer notre compréhension de la physique de la mesure et quelques résultats scientifiques obtenus, lors de campagnes de mesure conjointes spatiales - aéroportées sont présentés dans cet article. Les domaines d'applications choisis parmi les multiples possibilités qu'offrent les techniques micro-ondes sont l'estimation des paramètres de surface par radar et radiomètre pour l'hydrologie continentale d'une part et pour l'étude de l'état de mer (vent - vagues) d'autre part

Apport de l'altimétrie radar spatiale à l'étude de la neige de la calotte polaire Antarctique

TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocTOULOUSE-Observ. Midi Pyréné (315552299) / SudocSudocFranceF

Diffusion par un milieu stratifié Air/Neige/Mer glacée - Modèles des petites perturbations et des faibles pentes

International audienceNous étudions à l'aide de la méthode des faibles pentes la signature radar en bande Ku d'une mer gelée enneigée sous la forme d'une configuration Air/Neige/Glace/Mer. La couche de neige est inhomogène et représentée comme un empilement de plusieurs couches ayant des permittivités relatives différentes. Nous mettons en évidence l'influence combinée sur la signature radar du facteur d'isotropie de l'interface Air/Neige et des facteurs de corrélation entre les différentes interfaces

An ENVISAT S-Band altimetric cal / val experiment in the framework of the OSCAR project

International audienc

Polarimetric observations of the ocean surface from the airborne radar STORM

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