X波段雷達海洋動力環(huán)境信息提取數(shù)值模擬實驗.pdf

1、海洋，約占地球三分之二的面積，與人類生活息息相關。海洋蘊含著各類豐富的資源，不僅其中海洋生物能夠為人類提供所需的豐富蛋白質，同時儲存的各類礦產資源和能源也不可估量。除此之外，海洋的環(huán)境變化也直接影響著全球的氣候，尤其海浪、風暴潮、海嘯等自然現(xiàn)象，極易造成海岸帶的各種災害，對沿海地區(qū)造成巨大的經濟損失。因此隨著人類科技的進步和社會的發(fā)展，對海洋的浪流信息的掌握和預測已經成為迫在眉睫的課題。 在海浪信息提取各種方法中，利用X波段雷達

2、進行海面信息提取由于其方便，經濟，全天候的優(yōu)點倍受研究者的青睞。雖然海雜波成像機理至今尚未有定論，但是已有一套比較成熟的海雜波成像理論，以及“海雜波時間圖像序列反演海浪信息參數(shù)”算法。要深入理解海雜波成像機理和實現(xiàn)整個反演過程，實驗數(shù)據就非常重要。而通過“數(shù)值模擬”的方式不儀可以在實驗開始前就進行反演算法的探索，而且可以通過大量模擬結果的對比，有針對性的輔助理解海雜波成像機理，改進和完善反演算法，也為反演所需的各類參數(shù)的選擇提供合理的依

3、據。 本文全程描述了數(shù)值模擬的過程。首先以線性波理論為基礎，基于PM譜，對不同主波方向，主波頻率，平均周期的海浪場進行相關波高模擬。模擬的區(qū)域范圍為2550*2550m2。x，y方向的徑向分辨率分別為10m。不同參數(shù)的海浪譜分別連續(xù)獲得32幅共80s的海面波高時間序列。 其次模擬了海雜波時間序列圖像。在X波段雷達海面成像過程中，長波通過陰影調制、傾斜調制、流體動力調制、軌道調制等作用調制Bragg短波在雷達屏幕上成像。其

4、中陰影調制和傾斜調制起主要作用，本文以上述兩種調制方式為基礎，將前面的海浪波高圖像轉化成海雜波圖像，在轉換的過程中充分的考慮了X波段雷達的盲區(qū)和之后要進行的反演算法等因素，不斷改變雷達設置高度獲得了一系列的海雜波圖像。 最后將模擬得到的海雜波時間序列圖像進行反演。這需要進行三維傅立葉變換，再經過濾波、積分、調制傳遞函數(shù)等一系列反演作用得到海浪譜，并計算出主波頻率主波方向等參數(shù)。通過將反演所得參數(shù)和輸入的參數(shù)進行比對，證明了海雜波