[发明专利]基于相参雷达慢扫模式下的浪流信息提取方法

摘要

本发明公开了基于相参雷达慢扫模式下的浪流信息提取方法，包括步骤为：计算选定反演区域中各散射单元的雷达回波多普勒速度，对各径向上的雷达回波多普勒速度求平均，获得各径向上的海流速度；利用各径向上的海流速度，采用最小二乘法获取海面矢量流速和流向信息；建立海浪轨道速度谱和海浪波数谱的映射关系，从而获得海浪波数谱信息。本发明的优势在于：由于浪流信息的提取是基于绝对的多普勒速度信息，相对于传统的基于回波强度的浪流提取方法，测量精度更高，而且可以避免繁琐的标定的工作及标定带来的误差。

主权项

1.一种基于相参雷达慢扫模式下的浪流信息提取方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，计算各散射单元的雷达回波多普勒速度：将相参雷达天线的扫描方式设置为慢扫模式，并在扫描的雷达回波图像中选定反演区域；然后，利用互相关或FFT算法，计算选定反演区域中各散射单元的雷达回波多普勒速度；步骤2，计算各径向上的海流速度：将步骤1计算出的各散射单元的雷达回波多普勒速度，按各径向求平均，获得各径向上的海流速度；步骤3，计算矢量流速和流向信息：利用步骤2计算出的各径向上的海流速度，采用最小二乘法获取海面矢量流速和流向信息；步骤4，获取海浪波数谱：将步骤1计算出的各散射单元的雷达回波多普勒速度减去步骤2计算出的各径向上的海流速度，得到各散射单元的海浪轨道速度；然后对各径向上的海浪轨道速度分别在距离空间上做傅里叶变换得到各径向上的海浪轨道速度谱；接着，建立海浪轨道速度谱和海浪波数谱的映射关系，从而获取海浪波数谱；其中，根据线性波理论，海浪轨道速度谱和海浪波数谱的映射关系为：上式中，Su(k)为海浪轨道速度谱；Sη(k)为海浪波数谱；θ为径向波束角度；w为海浪角频率，满足海波频散关系其中g,k,h分别代表重力加速度、海面波数、水深；θ_w为海浪波向，D(θ_w)为海浪方向分布函数，具体为：其中，s为能量扩散系数，一般取值为4，θ0为主波波向；步骤5，海态参数推导：结合海波频散关系，利用步骤4获取的海浪波数谱推导出海波海态参数，海波海态参数包括有效波高、峰波波数和峰波频率。