[发明专利]基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法

权利要求书

1.基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设置海面仿真的初始化参数，包括海浪方向、海情等级、仿真起始时间、仿真时间间隔和场景大小；

(2)根据初始化参数，以仿真时间划分动态海面，以场景大小划分基准图幅宽，对动态海面的几何模型进行离散化；

(3)利用弹跳射线法计算动态海面的高频电磁散射，得到基准图回波数据；

(4)对基准图回波数据采用拼接法进行拼接，得到完整的设定的场景大小的回波数据。

2.根据权利要求1所述基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法，其特征在于，在步骤(1)中，设定的仿真时间间隔τ满足如下条件：

且τ＞2L/c

其中，C_p为主波的相速，决定了海面的水平运动速度；λ为电磁波波长；L为海面长度，c为电磁波传播速度。

3.根据权利要求1所述基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法，其特征在于，在步骤(2)中，根据下式划分基准图：

其中，l为基准图的尺寸，x为场景大小，k₁、k₂为设定的修正系数，ρ为分辨率。

4.根据权利要求3所述基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程如下：

(4a)若基准图尺寸则先将基准图通过行或列复制进行拓展，然后通过向四周镜像对称得到设定的场景大小的回波数据；若则直接将基准图向四周镜像对称得到设定的场景大小的回波数据；

(4b)将步骤(4a)得到的回波数据进行平滑处理，得到最终的回波数据。

5.根据权利要求1所述基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法，其特征在于，在步骤(3)中，为了真实模拟因海面粗糙而造成的漫反射效应，在反射口径面上引入随机高程差和修正法向，具体过程如下：

(3a)对于每根射线管，沿原反射面法向引入随机高程差ΔH_j，在射线追踪到的各个反射点P_j处做修正，j＝1,2,3，修正反射点P_j到P_j'点：

其中，ΔH_j服从高斯分布，有其中是根据当前场景的介质参数选取的高程方差；

(3b)在引入随机高程差的射线管口径面上，对原反射面法向进行修正，得到引入随机高程差后的三角面元的法向

其中，P₁',P₂',P₃'分别为三角面元的三个顶点。

6.根据根据权利要求1所述基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法，其特征在于，采用场景大小为1000*1000、分辨率为1m、海情6级的海面仿真计算时间为标准值，则任意场景大小、分辨率、海情等级的仿真计算时间如下式计算：

其中，分别为归一化后的仿真计算时间、分辨率、场景大小、海情等级，e为自然常数，ξ为设定常数。