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ETALONNAGE DU RADIOMETRE HYPERFREQUENCE PORTOS ET METHODE DE
CORRECTION DE MESURES
O. GROSJEAN et A. SAND
CNES - Division Instrumentation
18 avenue Edouard Belin, 31055 Toulouse Cédex (France)
RESUME
The ground-based six frequencies microwave radiometer PORTOS was conceived as an help to improve our
knowledge of natural earth emission and our understanding of satellite data. Since 1991 it took part to several
experimental campaigns over bare and cultivated fields or snow. This paper focus on the calibration methods
developed and main problems encountered. In addition to the use of warm and cryogenic target, we calibrated the
radiometer over fresh water which is a cold body in the microwave spectrum. We also had to cope with some
deficiency of the internal thermal regulation system to establish, for each of the nine channels, a calibration equation.
In case of airborne measurements the pixel location question was solved with the use of a video tape.
MOTS CLES : PORTOS, Radiométrie hyperfréquence, Etalonnage
1- INTRODUCTION
Le radiomètre hyperfréquence PORTOS du CNES est destiné à fournir à la communauté scientifique des données de
températures de brillance (Tb) dans le cadre de recherches en télédétection. Ses domaines actuels d'application sont
principalement l'agronomie, l'hydrologie, l'océanographie, la glaciologie et la climatologie. D'un point de vue
technique, il doit permettre le développement de compétences spécifiques et l'identification de points technologiques
critiques influant sur les performances radiométriques.
Le radiomètre PORTOS possède 9 canaux de réception dans les bandes de fréquence suivantes :
1.4 GHz - 5.0 GHz - 10.7 GHz - 23.8 GHz - 36.5 GHz - 90 GHz ; il observe les polarisations H et V et fonctionne
selon le principe de Dicke. Ses principales caractéristiques et performances sont résumées dans le tableau I.
L'observation des scènes (sol ou océan) est faite à une distance minimale de 20 mètres pour respecter les conditions de
champ lointain à 1.4 GHz. Prévu pour fonctionner soit depuis le sommet d’une grue soit en mode aéroporté, il permet
un sondage depuis l'incidence verticale jusqu'à 60° avec une précision de pointage de l'ordre de I o . On peut également
observer l'atmosphère depuis le sol.
Fréquence (GHz)
1.4135
5.05
10.65
23.8
36.5
90
Largeur de bande (MHz)
±13.5
±50
±50
±200
±200
±500
Polarisation
Hou V
H et V
H et V
Hou V
Hou V
H et V
ou H/V
ou H/V
Ouverture à -3 dB
12.5°
12.3°
13.0°
10.3°
9.6°
11.3°
Ouverture à -20 dB
30.0°
29.0°
39.2°
31.8°
31.5°
32.8°
Efficacité de faisceau à -20 dB
84%
80%
96%
97%
97%
98%
Pourcentage d'énergie en
2.0%
5.0%
4.0%
1.6%
0.7%
0.3%
polarisation croisée
Tableau I : Principales caractéristiques du radiomètre hyperfréquence PORTOS.
Après un bref exposé des campagnes de mesures auxquelles a participé l'instrument, nous
evelopperons les diverses procédures d'étalonnage utilisées et les principaux problèmes rencontrés. Nous présenterons
ensuite le modèle instrumental employé pour la correction radiométrique des données ainsi que la question du
geocodage en mode aéroporté.
