[发明专利]一种基于X波段雷达图像的海表面流反演方法

说明书

技术领域

本发明属于海浪参数反演技术领域，具体涉及一种基于X波段雷达图像的海表面流反演方法。

背景技术

海流是由于相邻海区间，海水长期存在温度、密度、气压的不同或长期受定向风的作用使海水产生水平方向的流动。它与海洋渔业、海上工程建设、海上航行安全和军事作战等有着十分密切关系。

X波段雷达工作在短脉冲模式时，发射的电磁波遇到海面上微尺度波发生Bragg散射，产生后向回波被雷达接收机收到，即形成海杂波图像。海杂波图像中含有丰富的海浪、海流信息，国内已有多家单位开展了相关研究，现有的传统的流反演算法包括以下几个步骤，如图1所示：

(1)雷达工作在短脉冲模式，采集N幅空间域海杂波连续图像，然后选取分析区域构成子图像序列I⁽³⁾(x，，t)。

(2)对子图像进行3维傅里叶变换得到三维图像谱F⁽³⁾(k，ω)。

(3)初始估流：

①海浪本身波长和频率符合色散关系，如式(1)所示。

ωp=(p+1)g|k|p+1tanh(|k|dp+1)+k·u---(1)]]>

式中，p为阶次，取0、1时分别代表0阶、1阶色散关系；ω_p为p阶次波频率；k为波数；u为雷达天线与海浪场间相对速度；d为海水深度。

②假定图像谱全部在0阶次色散关系上，取阈值C_fg，该阈值应高于非线性能量及背景噪声能量，能量高于C_fg的谱分量数目为n₀，一般选择C_fg的量值为0.2，n₀值在数十个。

③取极小值函数如下式所示：

Q2=Σi=1n0(ωi-ω0(k2))2F(3)(ki,ω)---(2)]]>