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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2009年
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星载散射计海浪参数提取方法研究

过杰  
【摘要】: 海浪是重要的海洋动力环境参数之一,迄今为止,合成孔径雷达是唯一测量海浪谱的传感器,然而,由于它存在方位波数的截止和能量短缺,限制了其应用。卫星高度计可以测量全球有效波高,但其二维空间分辨率低,其应用也受到了限制。因此,发展一个能够全天候全天时测量海浪参数的有效方法迫在眉睫。 本论文希望利用散射计提取波浪参数,主要研究工作如下: 1、利用二尺度理论模拟了涌浪对C-波段后向散射系数的影响,并与前人在L-波段和Ku-波段模拟的结果进行了比较,验证了涌浪对雷达后向散射截面的影响随雷达频率增加而减小,同样也随入射角增大而减小。 2、根据浮标和散射计匹配的数据发现,当海浪参数(有效波高和波陡)和雷达入射角给定后,雷达后向散射截面同方位角的关系显示二阶余弦函数关系,为此建立了一种BP神经网络波浪参数反演模式。 3、分别发展了ERS卫星和QuikSCAT卫星散射计资料反演海浪参数的方法,利用NDBC浮标数据分别对它们反演的波浪参数进行了验证。并发现风浪占优势时反演有效波高的结果好于涌浪占优势;C-波段反演有效波高的结果要好于Ku波段,且在Ku波段,水平极化好于垂直极化;尤其波陡反演的效果好于有效波高的反演结果,且不受海况影响。
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