[发明专利]SAR海面仿真方法及装置

说明书

本申请提供了SAR海面仿真方法及装置，属于SAR领域。所述方法包括：根据海表粗糙度，利用雷达成像模型得到海表高频微尺度波的波谱；根据海表高频微尺度波的波谱，利用能量控制方程得到高频微尺度波的波谱解；基于上升流的海表温度函数，对高频微尺度波的波谱解进行海洋锋面仿真，得到SAR海面仿真，以解决现有存在的SAR海面仿真结果准确性较差的技术问题，从而满足人们对海面仿真有效性的需求。

技术领域

本申请涉及合成孔径雷达(SAR：Synthetic Aperture Radar)技术领域，尤其涉及SAR海面仿真方法及装置。

背景技术

上升流是指海水由深层向海表浅层垂直运动的一种海洋现象，一般认为风的驱动是上升流发生的动力来源。上升流的存在能够将深水区丰富的营养盐带到海表浅层，从而促进浮游生物的光合作用。因此，通常情况下，上升流海区具有较高的初级生产力，较高的初级生产力往往能促成渔场的形成，南美洲的秘鲁渔场及中国舟山渔场均处于上升流海区。研究表明，仅占海洋面积5％的五个主要上升流渔场提供了全球25％的渔获量。上升流通过营养盐的输运，不仅能够形成渔场，对全球碳循环也存在重要意义，并且通过多种方式影响海洋的营养物质、热量以及污染物等的交换，对海洋运动也产生了深远的影响，与此同时，也影响着人类活动。

合成孔径雷达是一种主动式微波成像雷达，通过测量和处理海面的后向散射信号，获得海面的后向散射强度图像，换而言之，SAR能够探测海面的粗糙度并成像。由于SAR具有高空间分辨率、全天时、全天候的特点，即使在恶劣条件下，SAR图像也能够包含详细的海面空间信息，能够弥补可见光和红外传感器等其他传感器的不足。然而，基于SAR单一提取海面风场或海浪信息的方法实现SAR海面仿真，仍然存在SAR海面仿真结果准确性较差的问题，无法满足人们对海面仿真有效性的需求。

发明内容

本申请实施例提出了SAR海面仿真方法及装置，以解决现有SAR海面仿真结果准确性较差的技术问题。

在一个方面，本申请实施例提供了SAR海面仿真方法，其特征在于，包括：

根据海表粗糙度，利用雷达成像模型得到海表高频微尺度波的波谱；

根据海表高频微尺度波的波谱，利用能量控制方程得到高频微尺度波的波谱解；

基于上升流的海表温度函数，对高频微尺度波的波谱解进行海洋锋面仿真，得到SAR海面仿真。

在另一个方面，本申请实施例提供了SAR海面仿真装置，其特征在于，包括：

波谱模块，用于根据海表粗糙度，利用雷达成像模型得到海表高频微尺度波的波谱；

波谱解模块，用于根据海表高频微尺度波的波谱，利用能量控制方程得到高频微尺度波的波谱解；

仿真模块，用于基于上升流的海表温度函数，对高频微尺度波的波谱解进行海洋锋面仿真，得到SAR海面仿真。

优选地，所述波谱模块包括：

通过量化海表粗糙度，获得雷达信号的归一化后向散射截面强度，所述海表粗糙度包括大尺度波倾斜造成的均方斜率、波浪破碎，以及布拉格波；

归一化后向散射截面强度的计算公式为，

其中，代表布拉格波散射，代表由均方斜率构成的雷达信号的镜面反射，代表大尺度波的波浪破碎。

优选地，所述波谱解模块包括：

高频微尺度波的波谱具有能量平衡状态，能量控制方程为，

高频微尺度波的波谱解计算公式为，

优选地，所述仿真模块包括：