[发明专利]从高频地波雷达海洋回波一阶Bragg谐振峰中提取浪高的方法

权利要求书

1.一种从高频地波雷达海洋回波一阶Bragg谐振峰中提取浪高的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获得在高频地波雷达工作频率下的Bragg海浪回波谱功率随浪高变化的曲线p(h)，并得到曲线p(h)的反函数H(p)；

步骤2：计算出雷达各距离元R上信号功率的传播距离衰减因子A_p(R)、诺顿(Norton)传播损耗因子A_N(R)及由雷达接收机门控脉冲产生的工作比调制因子A_g(R)，得到各距离元R上信号功率总的与距离有关的衰减因子A(R)＝A_p(R)A_N(R)A_g(R)；

步骤3：在含有超过浪高提取所需信噪比条件二阶谱的近距离元R₀上，采用常规基于二阶谱的方法计算出浪高h(R₀)，并依据步骤1得到的浪高与Bragg海浪回波谱功率关系式p(h)求出相应的Bragg海浪谱p₀，这里假设近距离元R₀各方位上具有相同的浪高，其中所述的近距离元R₀是能够由常规二阶谱进行浪高反演的距离元；

步骤4：对各距离元R，计算多普勒功率谱，自动划分出正一阶谱区和负一阶谱区，获得正、负一阶峰功率的方位向分布和

步骤5：选择一种风向扩展因子模型g(θ)，由正负一阶峰功率方位向分布估计出风向并计算出各方位上的风向扩展因子

步骤6：在各方位上，由正、负一阶峰功率和风向扩展因子估计出含有一个待定系数α的Bragg海浪无向浪高谱值其中待定系数α是包括收发天线和接收机在内的雷达系统增益；

步骤7：用近距离元R₀对远距离元R₁进行标校，得到Bragg海浪无向浪高谱值与的比值进而由p₀求出Bragg海浪回波谱功率p₁＝βp₀，最终计算出浪高其中所述的远距离元R₁是指超出了二阶谱反演浪高距离的距离元。

2.根据权利要求1所述的从高频地波雷达海洋回波一阶Bragg谐振峰中提取浪高的方法，其特征在于：步骤1的具体实现过程是，在给定工作频率下，选择某历史数据集合，包括雷达回波数据和实验海域的浮标或卫星数据，其中浪高取值范围应覆盖低、中、高海况，选取风的来向或去向在雷达视角范围之内的数据时刻，设浮标记录风向为θ_wind，雷达视角范围左右边界分别为θ_left和θ_right，则需要满足θ_left<θ_wind<θ_right或θ_left<θ_wind+π<θ_right；在时刻t，在超过二阶谱浪高反演所需信噪比条件的近距离元R₀，由单极子回波谱搜索到最强一阶峰谱值p_max(t)，当前的浮标记录浪高为h_buoy(t)；对在该数据集合中得到的所有的p_max(t)和h_buoy(t)进行拟合，得到Bragg海浪回波谱功率随浪高变化的曲线p(h)，并得到曲线p(h)的反函数H(p)。