X波段测波雷达海流信息反演的影响因素分析

X波段测波雷达海流信息的提取决定着有效浪高结果的准确度。因此,对可能影响X波段测波雷达海流信息提取的各种环境因素以及雷达工作模式等进行了海浪回波成像仿真,然后采用目前测波雷达通用的算法对仿真回波图像进行了海流信息反演。主要研究了海表面风速、雷达天线架设距离海平面高度、天线转速、海流流速、海流流向与海浪方向夹角、所选取的图像帧数以及每帧图像大小对海流信息反演的影响。对比分析设定值与反演结果,可知海表面风速在6~14 m/s之间,天线高度大于20 m并且转速为50~70 r/min,流速小于200 cm/s并且主波浪向与流向夹角不接近90°,图像帧数为128帧并且每帧图像数据点数为128×128时,X波段测波雷达能获得最佳海流信息反演结果。     

利用X波段导航雷达探测海洋表面流速的方法

针对X波段导航雷达对海杂波的成像,研究了利用多谱勒频移和布拉格散射来探测海表面流的方法。提出了一种结合几何滤波模型的X波段雷达海流反演预处理算法,此算法不需要已知的最大海流流速进行带通滤波处理,结合线性波理论色散方程以及最小二乘算法,可以得到精确的海表面流速。与传统的X波段导航雷达测流方法相比,该算法简单高效,占用资源少,并且不仅适用于岸基X波段导航雷达,还适用于船载X波段导航雷达。与附近站点高频地波雷达表面流数据进行对比实验,二者结果的一致性表明了本文方法是可行的。     

利用GPS伪距导出的多普勒频移测速

推导了利用伪距观测值获取多普勒频移的公式,并利用导出的多普勒频移来确定载体的速度。实测数据表明,利用伪距导出的多普勒频移测速,可以达到dm/s级的水平。在没有原始多普勒观测值或者相位观测出现了频繁周跳的情况下,可以利用伪距导出的多普勒频移获得载体概略的速度信息。     

卫星雷达图像的方位分辨率问题研究

本文论述了雷达成像的关键技术—多普勒频移和相干匹配滤波，并详细推导了雷达图像的方位分辨率公式，为探讨卫星雷达图像处理技术提供了依据。     

利用GPS信号测定海拔高的多普勒消除技术

基于重力频移方程,可通过两个接收机接收GPS卫星信号确定频移观测量,由此可确定任意两点之间的重力位差,进而确定它们之间的高程差。在频移测量中,经典多普勒效应是最主要的干扰源。本文阐述了影响频移测量的各种误差源,特别研究了用于消除多普勒效应影响的一种方法,称为多普勒消除法,利用这种方法可以使频移测量的精度大幅度提高。     

机载侧视雷达图像在探测沙漠腹地故河道中的应用研究

以机载合成孔径侧视雷达图像(X波段)为主要信息源,根据雷达波探测故河道的基本原理,结合实地探险考察资料,分析了河道的影像特征,研究了河道的分布及其变迁过程,并通过采样测试数据和简化的数学模型,探讨了X波段雷达波的穿透作用。     

机载合成孔径雷达图像频谱分析技术地质应用评价

频谱分析是空间滤波的一种。本文使用光学傅里叶变换分析SAR图像的空间频率特征。从取得的功率谱与功率谱角分布数据中可以:(1)确定与雷达后向散射方向有关面的走向最大(最小)方位角;(2)分析频谱曲线两个峰的夹角及其地学意义;(3)推算其水系密度;(4)研究样区地形基本特征。 这些资料有助于研究线性构造区域展布特征,岩类识别和地貌分类等。     

利用GPS多普勒观测值精确确定运动载体的速度

讨论了利用GPS多普勒频移观测值确定运动载体速度的基本原理 ,估计了这一方法可以达到的精度。为验证该方法的可靠性及稳定性 ,做了两个试验 :静态试验和动态试验 ,试验中实测动态数据处理采用VAES软件。理论研究和数据处理结果均表明 ,在卫星分布较好的情况下 ,载体速度的确定精度可达mm/s。     

利用多普勒观测值精确确定运动载体的速度

讨论了利用ＧＰＳ多普勒频移观测值确定运动载体速度的基本原理,估计了 方法可以达到的精度。为验证该方法的可靠性及稳定性,做了两个试验：静态试验和动态试验。,试验中实测动态数据处理采用ＶＡＥＳ软件。理论研究和数据处理结果均表明,在卫星分布较好的情况下,载体速度的确定精度可达ｍｍ／ｓ。     

几种GPS测速方法的比较分析

GPS高精度定位结果、原始多普勒频移观测量，以及由载波相位中心差分而获得的多普勒频移观测值，它们都可以用来获得高精度的速度测量结果。主要从测速精度方面，对这3种方法进行了比较，并作算例分析。     

SAR海洋内波表层流反演方法探讨

基于海洋内波SAR成像机理与M4S海面微波散射成像模型,提出SAR海洋内波表层流反演新方法。首先从SAR图像上获得内波剖面的海面后向散射强度,利用AH理论的线性近似关系得到猜测表层流,通过海面微波散射成像模型仿真海洋内波的SAR海面后向散射强度,利用二分法不断地修改风速和流速梯度等参数,使仿真信号最大程度的逼近实际SAR图像上的海面后向散射强度,输出最终海表层流。以中国南海海区3景海洋内波SAR图像为例,对该方法进行了探讨。结果表明,仿真的海洋内波SAR海面后向散射强度剖面和实际SAR图像上的信号剖面吻合,两者的相关系数达90%以上,说明该反演方法是收敛与可行的。     

3D Surface velocity retrieval of mountain glacier using an offset tracking technique applied to ascending and descending SAR constellation data: a case study of the Yiga Glacier

COSMO-SkyMed is a constellation of four X-band high-resolution radar satellites with a minimum revisit period of 12 hours. These satellites can obtain ascending and descending synthetic aperture radar (SAR) images with very similar periods for use in the three-dimensional (3D) inversion of glacier velocities. In this paper, based on ascending and descending COSMO-SkyMed data acquired at nearly the same time, the surface velocity of the Yiga Glacier, located in the Jiali County, Tibet, China, is estimated in four directions using an offset tracking technique during the periods of 16 January to 3 February 2017 and 1 February to 19 February 2017. Through the geometrical relationships between the measurements and the SAR images, the least square method is used to retrieve the 3D components of the glacier surface velocity in the eastward, northward and upward directions. The results show that applying the offset tracking technique to COSMO-SkyMed images can be used to derive the true 3D velocity of a glacier’s surface. During the two periods, the Yiga Glacier had a stable velocity, and the maximum surface velocity, 2.4?m/d, was observed in the middle portion of the glacier, which corresponds to the location of the steepest slope.     

卫星双向共视法时间比对计算模型及其精度评估

时间同步技术是卫星导航定位系统设计的关键技术之一。根据卫星双向共视法时间比对的基本原理，详细推导了该时间同步方法在地心惯性系中精确到卫星和地面站速度的二次幂以及加速度的一次幂的计算模型，并以GEO卫星和GPS卫星为例，分析了该计算模型中的距离改正项时延对地面站间相对钟差的影响量级。结果表明：对于GEO卫星、GPS卫星与地面站之间的比对，当要求 的计算精度时，距离改正项时延只需要考虑到卫星速度项、地面站速度项的影响；当要求 的计算精度时，还需要考虑到卫星速度二次幂项、卫星加速度项、地面站与卫星相对钟差对卫星速度项、地面站间相对钟差对地面站速度项的影响。     

内波海面海浪等效谱与SAR内波图像模型的关系

内波海面的电磁计算模型一般把流体力学-电磁波模型简单处理并与SAR图像模式相结合，根据电磁散射模型的计算要求，提出了一个等效的海浪谱模式，并用在电磁散射的计算，最后，用SIR-C/X-SAR在中国南海海面的内波表面图像进行了对比，对L-和X-波段具有很好的计算结果。     

HOUGH变换在海浪遥感图像处理中的应用

本文提出了一种以FIOUGH变换为基础的海浪波长波向分析法,并对SEASAT合成孔径雷达获取的海洋遥感图像进行了方向和波长分析。该方法模拟人类纹理视觉机理,首先应用CFCM动态聚类方法对波峰、波谷和过渡带进行分类,然后采用随机行走模型对分类图像进行滤波,以获得整图的全局走向信息,再以此先验信息为先导对分类后的纹理图像进行定向跟踪拟合,得到代表海浪波峰的直线族图,最后在再对此图进行HOUGH变换和分析的基础上得到精确的波长与波向。     

双频共面合成孔径雷达海面风场反演

根据L/C双频共面SAR能够获取同一海域双波段电磁波后向散射系数,得到更多海洋目标特征信息的电磁散射特点,结合地球物理模型函数研究了一种新的SAR海面风场反演方法。利用L/C双频共面SAR的L和C两个波段的地球物理模型函数和后向散射系数等信息,通过地球物理模型函数联立以及构建和求解最小代价函数,直接从SAR数据本身获取海面风场信息,并借助辅助数据去除了风向的180°模糊,从而实现海面风场反演。仿真分析和海上机载同步飞行试验的研究结果表明,该方法可直接利用SAR数据本身获取精度较高的海面风速、风向;绝对辐射定标精度是决定海面风场反演精度的关键因素,海面风场反演误差随定标精度提高而减小;随着海面风速的增大,风速反演误差逐渐增大。论文提出的双频共面SAR海面风场反演方法解决了传统单波段单极化SAR海面风场反演存在的固有问题,机载同步飞行试验的海面风速和风向反演结果与调查船观测值的均方根误差分别为0.93 m/s和19.39°,可为星载SAR海面风场反演业务化和载荷研制提供支持。     

单视SAR图像相干斑回波的特征分析与统计

高分辨率合成孔径雷达的相干斑是由雷达信号的干性引起的，并存在于所有相干图像中。根据SAR成橡机理，分析了产生的原因特征，给出了SAR相干斑的确切定义、统计方法。实验表明统计结果与传统方法相比更加精确。     

The Effect of the Bistatic Scattering Angle on the High-Frequency Radar Cross Sections of the Ocean Surface

High-frequency (HF) bistatic Doppler cross sections of the ocean surface are examined with respect to their dependency on the bistatic angle. Previously derived results which incorporate a pulsed dipole source and two orders of scatter are considered. It is trivially seen that the first-order result has a linear dependence on the cosine of the bistatic angle. The second-order echo accounts for a double scatter of incident radiation from first-order surface waves - the so-called electromagnetic term - and a single scatter from a second-order ocean wave. The latter, generally referred to as the second-order hydrodynamic term because it originates from coupling between first-order ocean waves, predominates the Doppler continuum in most regions of interest. The analysis presented here verifies that in addition to a cosine-dependent reduction in cross section magnitude with increasing bistatic angle, both components of the second-order scatter tend to zero under the condition of near-forward scatter for bistatic HF radar operation. Of course, this imposes practical limitations on the region over which a bistatically configured HF radar system may be used to remotely sense ocean surface parameters.