X波段雷达图像的海浪信息提取

发布时间：2021-04-14 07:50

　　海浪是人们最熟悉的海洋现象,也是物理海洋学的一个重要研究领域。近年来,利用X波段导航雷达遥测海浪信息的研究引起了众多学者的兴趣。X波段雷达电磁波入射到海面时,与那些与雷达电磁波波长相当的、由风引起的毛细波产生布拉格（Bragg）散射,后向散射回波被雷达接收器接收,形成“海杂波”,而波长较长的长波通过对毛细波的流体动力调制、倾斜调制、阴影调制作用表现在海杂波图像上,由此可见,X波段雷达图像包含着丰富的海浪信息。因此,如何从X波段雷达图像中准确有效的获取海浪信息对海浪的研究具有重要的科学意义。本文首先从X波段雷达的海浪成像理论出发,介绍了Bragg共振理论和长波调制理论以及Bragg波和长波在雷达成像过程中的作用。分析了Bragg波通过共振机制后向散射电磁波的机制。介绍了长波对Bragg波的阴影调制、倾斜调制、流体动力调制、轨道调制等调制作用。在雷达成像理论分析的基础上,本文对从雷达图像中提取海浪信息的算法理论进行了研究。首先对获得的雷达图像时间序列进行三维离散傅立叶（Fourier）变换得到三维雷达图像谱。进而,利用频散关系,从雷达图像谱中获得表层流速。然后,利用流速不为零时的频散关系对... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

阴影调制示意图

阴影遮挡区域图 2.3 阴影调制示意图倾斜调制：这种机制是由于长涌浪的存在改变了雷达对Bragg共振波长的小波粗糙度响应方式。而这种作用的主要原因是由于长涌浪的存在，使散射面元的法线方向产生变化，从而导致入射角的变化而引起后向散射界面的改变。倾斜调制是一种纯几何效应，这种调制作用最明显的应该是那些沿着距离方向上传播的波浪。而且，当波面朝向雷达时后向散射最强，背离时最弱，图 2.4是倾斜调制示意图。倾斜调制

表面并不是由迭加在长波上幅度均匀的短波构成的，而是长波调制短波的幅度。长波改变海洋表面，生成汇聚区和发散区，在涌浪波峰附近，小波的波动振幅随着汇聚表面速度场在波浪上升边缘上的推移而增加，而波谷附近的波动振幅相应的减小。正是这种长波与短波的流体力学相互作用，使长波调制短Bragg散射波的能量和波数，图 2.5是流体动力调制示意图。流体动力调制

【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海浪理论及预报研究的回顾与展望[J]. 管长龙.  青岛海洋大学学报(自然科学版). 2000(04)

博士论文
[1]SAR影像的海浪信息反演[D]. 孙建.中国海洋大学 2005



本文编号：3136957