[发明专利]一种基于环扫雷达的海表面风浪流联合探测方法

说明书

本发明公开了一种基于环扫雷达的海表面风浪流联合探测方法，该方法包括如下步骤：获得海面风速风向初始值；将实测图像交叉谱与仿真初猜图像交叉谱对比得到海浪谱初始值；获得水平方向多普勒速度，基于本地实时风速风向初始值和海浪谱初始值剔除干扰速度，获得单次观测下的海流流速，结合环扫雷达对同一区域的多次观测信息合成海表面流场初始值。最后，基于海表面风、浪、流的耦合性，设置联合代价函数，将风速风向初始值、海浪谱初始值和流场初始值代入联合代价函数，利用梯度下降法获得最终测量值。本发明充分考虑海表面风、浪、流间的耦合作用，弥补现有探测方法下风、浪、流不同步造成的测量误差，有效提高海面风、浪、流探测精度。

技术领域

本发明属于空间微波遥感技术领域，尤其涉及一种基于环扫雷达的海表面风浪流联合探测方法。

背景技术

海表面风、浪、流作为海洋运动三要素，它们的发展运动不仅带来海洋内部温度、盐度、密度变化，而且作为大气-海洋分界面上的运动现象，它们还会带来海气物质和能量交换，进而对全球气候变化产生深刻影响。因此，海表面风、浪、流一直都是海洋动力学研究的核心内容。

传统海洋遥感利用不同设备对海表面风场、浪场和流场等运动要素进行独立探测。例如，利用散射计观测海表面风场，波谱仪观测海表面浪场，单天线或者沿轨干涉合成孔径雷达观测海表面流场。这些探测设备通常基于不同遥感机理设计。例如，散射计利用海面的Bragg散射机制，通过观测中等入射角下的海面散射系数间接获取海表面风速信息；多波束波谱仪基于海面的镜反射机制测量海浪谱，工作于小入射角区域；合成孔径雷达利用海面运动的去相干性获得海面速度信息。不同探测机理导致传统方法很难基于一种设备同时获得海表面风、浪、流信息。不同设备工作于不同区域，即使将它们集成在同一平台，也无法同时获得同一区域的海面风、浪、流信息。但是，海表面风、浪、流具有极强的耦合性，而其它数据源提供的辅助信息，通常受测量时间和空间限制，无法确保数据的空时同步性，从而制约了海表面风、浪、流测量精度的提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于环扫雷达的海表面风浪流联合探测方法，基于环扫雷达获得空时同步的海表面风、浪、流信息，充分考虑海表面风、浪、流间的耦合作用，弥补现有探测方法下风、浪、流不同步造成的测量误差，有效提高海面风、浪、流探测精度。