この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令第 1 Part に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
この文書内で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易の技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、 www を 参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html
この文書は、ISO/TC 20 技術委員会、航空機および宇宙船、SC 14 分科会、宇宙システムおよび運用によって作成されました。
導入
水は、地球上のすべての生き物が生きていくための重要な要素の 1 つです。水は農業によって私たちに食の恵みをもたらしてくれますが、私たちの暮らしに欠かせない林産物や魚も水から生まれています。しかし、水が多すぎたり少なすぎたりすると、ハリケーン、大雨、洪水、干ばつ、山火事などの環境災害が発生する可能性があります。
多くの衛星センサーは、水循環の挙動を監視し、土壌水分、植生バイオマス、積雪量、海氷など、水循環に関連するパラメーターの一部を推定することを目的として、国際協力事業を通じて打ち上げられています。局地的および地球規模で水循環に影響を与える地表パラメータを体系的かつタイムリーに監視することは、地球物理学的プロセスをより深く理解し、環境資源を管理し、自然災害を軽減するために最も重要です。
現在、天気予報や気候変動の予測など、人間の活動を支援するアプリケーションが提供されています。現在、パッシブマイクロ波センサーで取得した観測データは、天気予報や漁業サービス、日常的な干ばつの監視、さらには将来の気候変動の予測などに活用されています。ただし、パッシブマイクロ波センサー間のバイアス、ゲイン、感度による誤差によりアプリケーションの精度が低下する可能性があり、ユーザーは軌道上での運用による補正に労力と時間を浪費する可能性があります。
この文書は、パッシブマイクロ波センサ間の観測データの誤差を最小限に抑えるための校正方法(要件と検証方法)を標準化したものです。この文書により、天気予報、漁業サービスのための海面温度、農家の水の無駄を減らすための土壌水分モニタリング、貯水のための積雪と深さの精度が向上すると期待されています。さらに、これらの観測は、私たちの日常生活に関連した気候変動予測に役立つ情報を提供する可能性があります。
1 スコープ
この文書は、衛星ベースのパッシブマイクロ波センサーの設計から軌道上での動作に至る要件と検証方法を定義します。
この文書では、設計、分析、製造、地上試験、軌道上での自己センサーの校正と検証の要件について説明します。さらに、この文書には、相互校正の準備として、軌道上でのセンサー間の相互比較のために考慮された条件が含まれています。この文書には、付属書 A ~ D に示すパッシブ マイクロ波センサーの開発を適用する方法に関するいくつかの例が含まれています。
2 規範的参照
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 10795:2011, 宇宙システム — プログラム管理と品質 — 語彙
- ISO 14302, 宇宙システム - 電磁適合性要件
3 用語と定義
この文書の目的のために、ISO 10795:2011 および以下に示されている用語と定義が適用されます。 ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
3.1
較正
指定された条件下で、測定器または測定システムによって示される一連の量の値と、標準によって実現される対応する値との間の関係を確立する一連の操作
3.2
検証
システム出力から得られるデータ製品の品質を独立した手段で評価するプロセス
3.3
レベル 1 の処理
地上試験と軌道上校正の評価結果に基づいて、センサー計器のアンテナ輝度温度を計算し、放射分析的および幾何学的に補正する処理のwhere
参考文献
I. 海面水温
| 1 | 柴田 明、今岡 和、可知 正、藤本 泰、武藤 徹、AMSR/AMSR-E 海面温度アルゴリズム開発、地球科学とリモートセンシング シンポジウム、200IGARSS '0議事録。 2003 IEEE インターナショナル |
| 2 | Wentz FJ, Ashcroft P, Gentemann CL, Meissner T, 「AMSR からの海洋産物の回収」、地球科学とリモート センシング シンポジウム、2001 年。IGARSS '0 IEEE 2001 インターナショナル |
| 3 | 富田裕之、河合良美、クローニン・メーガン・F.、日原勉、窪田正久、「黒潮延長領域におけるAMSR2海面風と水温の検証」、SOLA, 2015年、VOL. 11, 43-47 |
| 4 | 柴田 明、AMSR/AMSR-E SST アルゴリズム開発: 海洋風の影響の除去、イタリアの J. Remote Sens 。 2004, 30/31, 131–142 ページ |
II. 降水量
| 1 | 青梨K, 小池敏夫。村本健一郎;今岡啓二;高橋信宏;劉国生。 Yoo-Jeong Noh, 「日本海における冬季降水量のマイクロ波特性の物理的検証」、IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 45, いいえ。 2007 年 7 月 7 日 |
| 2 | マシューRP, サピアノ。ウェスリー・K・バーグ。ダレン・S・マッケイグ; Christian D. Kummerow, 「SSM/I センサーの相互校正された基本気候データ記録に向けて」、IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 発行年: 2013, VOL.51, ISSUE 3 |
Ⅲ.土壌水分
| 1 | Eni G.、Njoku, Li Li, 「6 ~ 18 GHz のパッシブマイクロ波測定を使用した地表パラメータの取得」、IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 37, いいえ。 1999 年 1 月 1 日 |
| 2 | Santi E.、Pettinato S.、Paloscia S.、Pampaloni P.、Macelloni G.、Brogioni M.、2012 年、「マイクロ波宇宙搭載放射計から土壌水分および積雪深マップを生成するアルゴリズム: HydroAlgハイドロール。地球システム科学。 2012, 16, 3659–3676 ページ |
| 3 | Choudhury BJ, Schmugge TJ, Chang A.、Newton RW, 土壌からのマイクロ波放射に対する表面粗さの影響。 J.Geophys.解像度1979年 |
IV. 標準校正器
| 1 | Gu D.、Derek Houtz, James Randa, David K. Walker, 「マイクロ波黒体ターゲットの明るさ温度特性を改善するための放射測定のみによる照明効率の抽出」、IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 50, いいえ。 2012 年 11 月 11 日 |
| 2 | Derek A.、Houtz, William Emery, Dazhen Gu, IEEE, Karl Jacob, Axel Murk, David K. Walker, Richard Wylde, 「K バンドにおける円錐マイクロ波黒体校正ターゲットの電磁設計と測定」 |
V. ノイズ源
| 1 | Randa J.、Lawrence P.、Dunleavy, Leon A. Terrell, 「ノイズ源の安定性測定」、IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 50, いいえ。 2001 年 4 月 2 日 |
| 2 | NIST テクニカル ノート、1551, マイクロ波放射測定に関する推奨用語 |
VI.その他の参考文献
| 1 | MIL-STD-1541, 宇宙システムの電磁両立性要件 |
| 2 | MIL-STD-461, サブシステムおよび機器の電磁干渉特性の制御に関する要件 |
| 3 | MIL-STD-462, 電磁干渉特性の測定に関する試験方法規格 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles, Subcommittee SC 14, Space systems and operations.
Introduction
Water is one of the key elements for survival of all creatures on earth. Water brings us the blessings of food thanks to agriculture, but water is also responsible for providing forest products and fish, which are essential for our lives. However, too much or too little water can lead to environmental disasters such as hurricanes, heavy rains, floods, droughts and wild fires.
Many satellite sensors are launched through international cooperation ventures with the aim of monitoring the behaviour of the water cycle and estimating some of the parameters related to it, e.g. soil moisture, vegetation biomass, snow cover, sea ice, and so on. A systematic and timely monitoring of land surface parameters that affect the hydrological cycle at local and global scales are of primary importance in obtaining a better understanding of geophysical processes and in order to manage environmental resources and mitigate for natural disasters.
At present, some applications to assist our human activities are provided, such as weather forecasts and predictions of climate change. Nowadays, the observation data acquired by passive microwave sensors are used for weather forecasts, fishery services, drought monitoring on a daily basis, and for predicting climate change in the future. However, errors due to bias, gain, and sensitivity among passive microwave sensors can degrade accuracy of applications and users could waste effort and time for compensation by on-orbit operation.
This document standardizes calibration methods (requirements and verification methods) to minimize errors of observation data among passive microwave sensors. It is expected that this document can improve the accuracy of weather forecasts, sea surface temperatures for fishery services, soil moisture monitoring to decrease water waste for farmers, snow cover and depth for water storage. Moreover, these observations can provide useful information for climate change prediction that is relevant to our daily lives.
1 Scope
This document defines the requirements and verification methods from design to on-orbit operation for Satellite Based Passive Microwave Sensors.
This document covers the requirements for, design, analysis, manufacturing, ground tests and on-orbit self-sensor calibration and validation. In addition, this document includes the conditions considered for on-orbit inter-comparison among sensors as preparation for cross-calibration. This document includes some examples on how to apply the development of passive microwave sensors as shown in Annex A through D.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 10795:2011, Space systems — Programme management and quality — Vocabulary
- ISO 14302, Space systems — Electromagnetic compatibility requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10795:2011 and the following apply. ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
calibration
set of operations that establish, under specified conditions, the relationship between sets of values of quantities indicated by a measuring instrument or measuring system and the corresponding values realized by standards
3.2
validation
process of assessing by independent means the quality of the data products derived from the system outputs
3.3
level one processing
type of processing where the antenna brightness temperature of the sensor instrument is calculated and compensated radiometrically and geometrically based on evaluation results of ground test and on-orbit calibration
Bibliography
I. Sea surface temperature
| 1 | Shibata A., Imaoka K., Kachi M., Fujimoto Y., Mutoh T., AMSR/AMSR-E Sea Surface Temperature Algorithm Developmentbo Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2003. IGARSS '03. Proceedings. 2003 IEEE International |
| 2 | Wentz F.J., Ashcroft P., Gentemann C.L., Meissner T., “The retrieval of ocean products from AMSR”, Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2001. IGARSS '01. IEEE 2001 International |
| 3 | Tomita Hiroyuki, Kawai Yoshimi, Cronin Meghan F., Hihara Tsutomu, Kubota Masahisa, “Validation of AMSR2 Sea Surface Wind and Temperature over the Kuroshio Extension Region”, SOLA, 2015, VOL. 11, 43−47 |
| 4 | Shibata A., AMSR/AMSR-E SST algorithm developments: removal of ocean wind effect, Italian J. Remote Sens. 2004, 30/31 pp. 131–142 |
II. Precipitation
| 1 | Aonashi K., Toshio Koike; Ken-Ichiro Muramoto; Keiji Imaoka; Nobuhiro Takahashi; Guosheng Liu; Yoo-Jeong Noh, “Physical Validation of Microwave Properties of Winter Precipitation Over the Sea of Japan”, IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 45, NO. 7. JULY, 2007 |
| 2 | Mathew R.P., Sapiano; Wesley K. Berg; Darren S. McKague; Christian D. Kummerow, “Toward an Intercalibrated Fundamental Climate Data Record of the SSM/I Sensors “, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing Year: 2013, VOL.51, ISSUE 3 |
III. Soil moisture
| 1 | Eni G., Njoku and Li Li,” Retrieval of Land Surface Parameters Using Passive Microwave Measurements at 6–18 GHz”, IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 37, NO. 1, JANUARY 1999 |
| 2 | Santi E., Pettinato S., Paloscia S., Pampaloni P., Macelloni G., Brogioni M., 2012, “An algorithm for generating soil moisture and snow depth maps from microwave spaceborne radiometers: HydroAlgo. Hydrol. Earth Syst. Sci. 2012, 16 pp. 3659–3676 |
| 3 | Choudhury B.J., Schmugge T.J., Chang A., Newton R.W., Effect of surface roughness on the microwave emission from soils. J. Geophys. Res. 1979 |
IV. Standard calibrator
| 1 | Gu D., Derek Houtz, James Randa and David K. Walker,” Extraction of Illumination Efficiency by Solely Radiometric Measurements for Improved Brightness-Temperature Characterization of Microwave Blackbody Target”, IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 50, NO. 11. NOVEMBER, 2012 |
| 2 | Derek A., Houtz, William Emery, Dazhen Gu, IEEE, Karl Jacob, Axel Murk, David K. Walker, Richard Wylde,” Electromagnetic Design and Measurement of a Conical Microwave Blackbody Calibration Target in K-band” |
V. Noise source
| 1 | Randa J., Lawrence P., Dunleavy and Leon A. Terrell,” Stability Measurements on Noise Sources”, IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 50, NO. 2. APRIL, 2001 |
| 2 | NIST Technical Note, 1551, Recommended Terminology for Microwave Radiometry |
VI. Other references
| 1 | MIL-STD-1541, Electromagnetic Compatibility Requirements for Space Systems |
| 2 | MIL-STD-461, Requirements for the Control of Electromagnetic Interference Characteristics of Subsystems and Equipment |
| 3 | MIL-STD-462, Test Method Standard for Measurement of Electromagnetic Interference Characteristics |