動(dòng)態(tài)環(huán)境下X波段航海雷達(dá)海浪參數(shù)反演研究.pdf

1、海浪是一種十分復(fù)雜的自然現(xiàn)象，研究海浪的物理信息對(duì)海洋工程建設(shè)與發(fā)展、海洋能源探索與挖掘、交通運(yùn)輸、海洋捕撈等都具有重大的意義。對(duì)于海浪的監(jiān)測(cè)起源于20世紀(jì)50年代初，而近20年里基于X波段雷達(dá)圖像的海洋參數(shù)反演研究備受矚目。在平臺(tái)處于靜態(tài)環(huán)境下監(jiān)測(cè)海浪已經(jīng)取得顯著成效的同時(shí)，如何處理動(dòng)態(tài)環(huán)境帶來(lái)的新問(wèn)題，成為本文的重要研究方向。
　　本文以在研項(xiàng)目為依托，對(duì)由于船速過(guò)大導(dǎo)致多普勒頻移、色散關(guān)系濾波器帶通不合適、頻率混疊等問(wèn)題展開(kāi)

2、進(jìn)一步分析，并提出解決方案。
　　首先，雷達(dá)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，增強(qiáng)了多普勒效應(yīng)，多普勒效應(yīng)令海浪功率譜發(fā)生頻移。此時(shí)現(xiàn)有的基于色散關(guān)系的帶通濾波器會(huì)保留幾乎全部的圖像譜能量，無(wú)法起到濾波效果。本文針對(duì)這一問(wèn)題，構(gòu)造一種新的帶通濾波器，該濾波器與傳統(tǒng)濾波器具有相同的時(shí)間復(fù)雜度；通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該濾波器不僅在動(dòng)態(tài)環(huán)境下可以保留海浪的主要能量，在岸基實(shí)驗(yàn)下同樣可以濾除更多的非海浪噪聲。反演結(jié)果滿足精度要求，且與WAMOS、WAVEX測(cè)量結(jié)果相近。

3、
　　其次，本文實(shí)驗(yàn)中所用雷達(dá)轉(zhuǎn)速不能滿足動(dòng)態(tài)環(huán)境下的反演要求，導(dǎo)致信號(hào)在時(shí)間域欠采樣的產(chǎn)生，從而發(fā)生頻譜混疊現(xiàn)象。本文利用雷達(dá)海上試驗(yàn)參數(shù)分析混疊的產(chǎn)生機(jī)理，并計(jì)算出發(fā)生混疊的海浪參數(shù)與采樣頻率之間的關(guān)系和導(dǎo)致混疊現(xiàn)象發(fā)生的雷達(dá)平臺(tái)相對(duì)于海浪的最小速度。隨后，找到海浪頻率譜的混疊方式，并借助傅里葉變換性質(zhì)重構(gòu)原始色散關(guān)系曲面。
　　導(dǎo)航雷達(dá)反演的海面信噪比與有效波高真值的數(shù)據(jù)量分布不均勻會(huì)導(dǎo)致波高的擬合系數(shù)不準(zhǔn)確，這是一直