[发明专利]一种基于相参X波段雷达图像的海浪破碎率提取方法

权利要求书

1.一种基于相参X波段雷达图像的海浪破碎率提取方法，包括：

1)获取待测量海域的相参X波段雷达复图像；

将相参X波段雷达设置在船上或海岸上，通过向海面发射相参雷达脉冲，获取天线波束固定指向的时间域雷达复图像，或者获取天线波束扫描模式下的海面扇形回波雷达复图像；

其特征在于还包括以下步骤：

2)在时间域求上述X波段雷达复图像的复相关函数；

3)基于该复相关函数求解上述雷达复图像的相位差，并得到相位差图像；

4)对相位差图像进行Radon变换，得到海浪相速度；

5)对复相关函数进行短时FFT变换，得到该复相关函数的短时Doppler频谱；

6)基于上述短时Doppler频谱计算海浪的轨道速度，并获得待测量海域每个分辨单元的海浪最大轨道速度；

7)结合步骤4的海浪相速度、步骤6的海浪最大轨道速度和海浪破碎的运动学判据——当轨道速度大于相速度时即该分辨单元的海浪破碎，从而获取整个测量海域的海浪破碎率。

2.如权利要求1所述的基于相参X波段雷达图像的海浪破碎率提取方法，其特征在于

所述步骤2)中，X波段雷达复图像的复相关函数为：

R(τ)＝E[S(r,t+τ)S^*(r,t)]；

其中，S(r,t)和S(r,t+τ)分别表示为相参X波段雷达在t和t+τ时刻获取的海面固定分辨单元r处的复后向散射场，τ为雷达采样时间间隔，符号(^*)表示为对复散射场取共轭；

所述步骤3)中，雷达复图像的相位差定义为：

其中，符号Im()和Re()分别表示取复数的虚部和实部。

3.如权利要求1所述的基于相参X波段雷达图像的海浪破碎率提取方法，其特征在于

所述步骤4)中，所述Radon变换函数Ω(θ,ρ)为：

其中，D为大小为N_R和N_t窗口，δ为狄拉克函数，ρ为(r,t)平面直线到原点距离，θ为原点到直线的垂线与t轴的夹角；

经Radon变换得到的海浪相速度为：

U=ΔrΔT=NRγNtτtan(θmax),]]>

其中，ΔT时间间隔，Δr为该时间间隔内海浪传播距离，N_R和N_t分别为Radon变换所选子窗口在距离和时间两个维度方向上窗口的大小，γ为相参雷达距离分辨率，θ_max表示Radon变换函数Ω(θ,ρ)的极大值点所对应的极角θ。