高分三号（GF-3）卫星波模式SAR海浪信息反演研究

发布时间：2021-07-31 01:41

　　合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）是一种先进的主动微波成像雷达,一直以全天时、全天候对地观测的独特成像能力被人们广泛使用。GF-3卫星的发射,为海洋环境监测和海洋科学研究提供了大量新的高质量卫星数据。因此,开展针对GF-3 SAR数据的海浪反演算法研究具有很大的科研价值和商业价值。本文首先简要回顾了SAR卫星的国内外发展历程及海浪研究现状,并对海洋遥感基本概念与SAR成像机制进行了简单梳理。同时在前人的研究基础上,开展了针对GF-3 SAR数据的海浪反演算法的开发与改进研究。基于全极化GF-3 SAR波模式数据,依据有效波高（SWH）与雷达入射角、HH、HV和VV极化归一化后向散射截面（NRCS）、图像归一化方差、截断波长、主波波向和波长之间的经验关系,提出了一种SAR有效波高经验算法——QPCWAVE_GF3模型。采用该模型对SAR图像进行有效波高的反演验证,并与相应的WW3、高度计和浮标数据进行对比分析,结果显示:6个入射角模式的反演精度基本一致,SWH的RMSE约为0.55m,SI约为20%,相关系数约为0.85,而且小入... 

【文章来源】：浙江海洋大学浙江省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

雷达电磁波在平滑海面和粗糙海面的散射示意图

Fig 2.2 Diagram of the ground range and the slant rangeR 成像原理 以侧视的方式进行对地观测，因此只能接收来自海面的后向散射收来自其他方向的散射信号。通过长波对海面微尺度波的调制作的强度和相位发生改变，从而在 SAR 图像上成像。理解 SAR 成AR 海浪信息反演的基础。图 2.2 地距与斜距示意图R 成像几何关系 为 SAR 的成像示意图。在 SAR 观测方向上，SAR 沿微波发射路称为斜距，斜距在地面上的投影称为地距。雷达入射波与地面法为入射角 。与 SAR 飞行方向平行的方向称为方位向，与飞行方为距离向。当 SAR 向地面发射电磁波进行成像时，沿着方位向

第二章 SAR 海洋遥感基本原理Fig 2.3 Diagram of space-borne SAR imaging图 2.3 星载 SAR 成像示意图2.3.2 脉冲压缩原理理论上来说，提高雷达的发射功率和增大脉冲宽度这两种方法都可以提高雷达作用距离。其中，提高发射功率受限于雷达发射器件的功率容限，而增大脉冲宽度虽然增加了作用距离，但同时也降低了距离分辨率。脉冲压缩技术通过发射宽脉冲来提高发射的平均功率，以保证足够的最大作用距离；接收用相应的脉冲压缩法获得的窄脉冲，以提高距离分辨率。当发射脉冲宽度为 ，带宽为 的线性调频信号，接收时通过脉冲压缩技术获得了脉冲宽度为 的回波信号，则其距离分辨率 为：（2-8）其中，c 代表光速，θ代表入射角。对于调频频率为 的线性调频信号，其带宽 为：（2-9）15


本文编号：3312513