基于雷达遥感的海浪信息研究与仿真模型验证

发布时间：2021-02-22 13:16

　　随着国家一带一路战略的推进,海洋经济的可持续发展成为了该战略的核心之一。因此加强海洋环境的研究和保护,大力发展海洋实时监测技术对国家和社会经济的发展具有重大的战略意义。以采用雷达遥感技术为代表的非接触式测量技术是近30年发展起来的先进测量技术,可以胜任复杂海洋外部环境条件下的表面信息实时监测。而海浪信息作为海洋表面信息的重要组成部分,海浪信息的获取是海洋环境实时监测的核心技术之一,同时也为海洋水体数值建模提供了数据基础。本文以海浪为研究对象,基于海洋遥感回波数据,利用相关方法对特定海域的海浪信息进行提取、分析及模型还原。首先,运用海浪谱理论和海洋回波频谱模型等相关原理对海洋回波频谱进行分析,找到海浪信息与回波频谱形成的内在联系;接着,给出一种混合回波信号处理算法,从回波频谱中提取海浪的浪高信息,并对提取结果进行有效的分析;最后,利用提取结果建立海浪实时分布模型,并与模拟海浪模型进行分析对比,为后续的水体三维模型建模提供理论基础。本文的主要内容如下:1.学习海浪谱和海洋回波频谱模型的相关知识,利用相关的频谱分析方法对海洋回波频谱进行分析,并运用现有的二阶谱分离方法对回波频谱进行处理;同时... 

【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

海浪的基本形态

图 2.2 宽波束雷达海面回波谱接收示意图图 2.2 中，x θ,t 表示的是某一海面元的窄波束回波信号。θ1~θ2表示的是信号覆盖区第 1 根天线为参考点，则接收信号Xit 形式为：12, t2t 1 sint h (2.1这里nit 表示第 i 根接收天线上的噪声。2ndi 1 sinθ是以第 1 根天线为参考点，线通道的空间相位差。Barrick[30]将相差 0.5°以上的海洋面元看作是回波信号毫无关联。鉴于此，可以通加各方向上的小海面元的海洋回波信号来模拟宽波束海洋回波。这种模拟方法无需考同接收天线的不同特性，而是巧妙地利用各方向上窄波束海浪回波来实现宽波束海浪频谱的模拟。以下步骤具体描述了该实现过程：1）由 Barrick 的一阶雷达散射截面公式

k[31]阐明了宽波束的雷达系统，该系统采用的是单，两个交叉环用V1ω 和V2ω 表示，单极子用V和V3ω 上的复频域信号是通过天线上的电压时域： VgdVgdVgd(,)21()sin(,)21()cos(,)21()321用 g ( , )来表示。在图 2.3 中，将参考方向设定轴线到某一海面面元的夹角，扫描角度用 来表示 2 上的电压信号变化量。而V3ω 的方向图是一个

【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋生态环境监测体系与管理对策研究[J]. 李潇,杨翼,杨璐,张健,许艳.  环境科学与管理. 2017(08)
[2]基于海洋生态文明及绿色发展的海洋环境实时监测[J]. 赵聪蛟,赵斌,周燕.  海洋开发与管理. 2017(05)
[3]世界主要国家海洋环境监测情况及对我国的启示[J]. 李潇,许艳,杨璐,刘书明,左国成.  海洋环境科学. 2017(03)
[4]基于光滑粒子流体动力学算法的海浪建模仿真研究[J]. 李婷,季民,靳奉祥,张静,孙勇.  地球信息科学学报. 2017(02)
[5]高频地波雷达技术的应用[J]. 蔡旺.  科技风. 2016(24)
[6]基于RD谱轮廓线的高频地波雷达二阶谱提取[J]. 楚晓亮,张杰,纪永刚,王祎鸣,于长军.  海洋科学进展. 2016(01)
[7]高海况海洋遥感信息提取技术研究进展[J]. 张彪,何宜军.  海洋技术学报. 2015(03)
[8]我国海洋生态环境监测与风险管控能力研究[J]. 许妍,梁斌,于春艳,鲍晨光,兰冬东,马明辉.  海洋开发与管理. 2015(05)
[9]近海海浪的建模与仿真研究[J]. 周蕊,黎英,朱龙.  计算机工程与应用. 2016(13)
[10]地波雷达海洋环境监测中的技术及应用[J]. 陈钜龙.  中国新通信. 2014(19)

博士论文
[1]高频地波雷达海洋动力学参数反演与应用方法研究[D]. 李伦.武汉大学 2013
[2]变频高频地波雷达海态反演技术的研究与应用[D]. 赵晨.武汉大学 2012
[3]地波雷达表面流探测与深层流反演算法研究[D]. 李自立.武汉大学 2010
[4]地波雷达遥感资料的反演及应用研究[D]. 郭佩芳.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2006

硕士论文
[1]我国海洋生态环境管理研究[D]. 车京航.大连海事大学 2016
[2]海底地形三维可视化技术研究[D]. 王辉.哈尔滨工程大学 2013
[3]基于分形算法的海面动态仿真[D]. 朱缓.哈尔滨理工大学 2010



本文编号：3046050