[发明专利]一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法

说明书

一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法，NDBC浮标数据预处理；提取实测风数据，构建风向量集合；HY‑2A散射计数据预处理；建立初始值为0km，步长值为5km，最大值为50km的搜索范围序列T，即参与计算该单元风场的后向散射系数的空间范围；根据提取结果，遍历集合A中所有向量，提取散射计数据；对序列T进行归一化处理，步长值为0.02，则得到T；遍历数据集A计算风场反演误差，即对第n个风向量A_n，计算对应序列B_n中风速、风向值与A_n值的绝对误差并进行归一化处理，得到误差数组e∈(0,1)；绘制e和T的散点图，拟合曲线，沿45°方向搜索最小值，其对应的序列值即为最优搜索范围值。

技术领域

本发明属于海洋遥感技术领域，尤其是涉及一种海面风场反演中微波散射计数据搜索范围的计算方法。

背景技术

海面风场是影响海浪、海流、水团的重要因素和海洋动力学的基本参数，在提高全球大气、海洋动力学预报模式的准确性等研究中有着重要的价值。同时，海面风矢量是影响航海、海上作业、渔业生产等的主要因素，是优化航线、航路保证、避免台风、搜索和救援工作的关键，因此，海面风矢量的观测具有重要意义^[1]。

卫星遥感以大面积的同步测量、获取速度快、覆盖范围大、时空分辨率高、可连续观测等优点而成为目前全球风矢量观测的主要手段，其中星载微波散射计以其能够在晴空和有云条件下全天候提供海面风矢量(风速和风向)观测数据等特点成为目前为止获取全球海洋风矢量最主要的微波遥感器^[2]。自1978年美国发射了第一个搭载业务化运行散射计的卫星SeaSat以来^[3]，已有多个星载散射计投入业务化运行，包括ERS1/2散射计^[4]、NSCAT^[5]、QuikSCAT与ADEOSⅡ^[6]以及Metop^[7]上搭载的微波散射计。我国于20世纪80年代开始了微波散射计的研究计划，并于2002年发射的神舟四号飞船上搭载我国第一个试验用星载散射计，2011年8月发射了海洋二号(HY-2A)卫星，搭载有我国首个可业务化运行的卫星散射计。

微波散射计反演的海面风场的过程中，通常根据风场产品的格网大小，确定后向散射系数的搜索范围。现有的大部分散射计风场产品得格网大小为25km×25km，即采用25km作为搜索半径，ASCAT的海岸风场产品的格网大小达到12.5km×12.5km，有研究人员尝试将ASCAT风场产品尺寸提升至6.25km×6.25km^[8]。由于没有判定最优搜索范围的标准以及计算范围的方法，导致了散射计风场产品规格较少，没有充分发掘其应用的潜力。

参考文献

[1]林明森,邹巨洪,解学通,张毅.HY-2A微波散射计风场反演算法[J].中国工程科学,2013,15(07):68-74.

[2]Liu W，Timothy.Progress in scatterometer application[J].Oceanography，2002，58：121-136.

[3]Grantham W，Bracalentee，Jones W，et al.The SeaSat-A satellitescatterometer[J].IEEE Journal of Oceanic Engineering，1977，OE22(2)：200-206.

[4]Attema EPW.The Active Microwave Instrument Onboard the ERS-1Satellite[C].Proceedings of the IEEE，1991，79(6)：791-799.