TRMM PR雷达与阜阳雷达降水资料的对比研究

选取了1998年与1999年HUBEX观测资料，将TRMM卫星上的星载降雨雷达PR与阜阳的713数字化天气雷达资料在以下3个方面做了比较：(1)强度场的分布；(2)平均反射率廓线；(3)灵敏度。分析、比较结果可知阜阳雷达在探测灵敏度和水平方向的分辨率要高于PR，但由于波束宽度、衰减和资料转化过程计算误差的原因，其远距离处的观测值与真实值有一定偏差。PR波长短，对衰减敏感，尤其是在垂直方向上经过强衰减后，订正值仍偏小。但由于探测方式的不同PR在水平方向上不存在衰减的问题，且其资料分布均匀，因此提出一种用PR     

中国星载降水测量雷达首次校飞试验-雷达性能指标分析

2010年9月-10月成功开展的中国首次Ku/Ka双频星载降水测量雷达校飞试验,获得了宝贵的机载雷达实测数据和地面、海面同步观测数据,以及热带降雨测量卫星所携带降水雷达的同步观测数据。本研究给出了校飞试验中获得的Ku/Ka双频降水测量雷达探测结果;对Ku/Ka频段机载雷达与车载气象雷达数据进行了点对点比较,计算了定量指标,从统计意义上表明观测的一致性;并对比分析了校飞雷达数据与星载降水雷达数据,揭示降水测量雷达仪器的降雨探测能力;利用降雨和晴空海面实测数据给出了Ku/Ka频段雷达探测灵敏度和实际距离分辨率的分析结果,验证了Ku/Ka频段降水测量雷达的性能指标。     

小旋转椭球粒子群降水区雷达回波衰减订正模拟实验

计算了降水区雨滴形状和雨滴群旋轴相对于雷达波偏振方向不同取向情况下的Z－I关系和k-I关系，并用5种衰减订正算法进行雷达回波衰减订正效果研究，结果表明，在已知小旋转椭球粒子群取向的情况下，雨强越大，降水区回波衰减的可订正厚度越小；雨强80mm/h均匀分布时，使用R2或R3订正法，5．6cm雷达回波可订正厚度在120km以上，3．2cm雷达可订正厚度为50km左右；雷达遥感降水时，有必要正确估计小旋转椭球粒子群的取向，以便选用正确的k-Z关系，提高衰减订正效果。     

地基雷达的微波面散射模型对比与土壤水分反演

为了探究地基合成孔径雷达(c GBSAR)后向散射信号的时空变化规律和研究雷达土壤水分反演的影响因素,在内蒙古闪电河流域的昕元牧场站进行了地基雷达观测试验,本文结合以上观测试验的地基雷达数据进行波段、入射角度、极化通道3个雷达参数以及地表粗糙度参数对雷达的后向散射系数影响的分析,然后利用以上分析结果选择地表微波面散射模型,最后利用选定的地表微波面散射模型构建人工神经网络数据集来反演地表土壤水分。结果表明:(1)在地基雷达视场内,各地表微波面散射模型的模拟结果与地基雷达实测的L波段全极化数据拟合效果最佳的是AIEM-Oh模型。(2)通过对20°—60°范围内的雷达入射角度的AIEM-Oh模型后向散射系数模拟的绝对残差分析发现,雷达入射角为25°、41°和53°时模拟结果最接近雷达实测值。(3)最后通过分析土壤水分反演结果发现,当雷达入射角度为41°时的土壤水分反演精度最高,相关系数R是0.8080,RMSE是0.0385 m~3m~3。本文的结论是雷达后向散射信号受到雷达入射角度和地表粗糙度相互作用的影响,因此通过考虑地表粗糙度来合理的选取雷达入射角能够提高土壤水分的反演精度。     

公路工程地质条件地质雷达探测应用

地质雷达作为一种高分辨率无损探测新技术，已广泛应用于工程勘察各领域，但在公路工程地质条件探测上还刚刚起步。本文通过地质雷达对松散层、活动断裂、滑坡、软土等的探测，分析了它们的波形特征，探讨了地质雷达在公路工程地质领域的应用前景。     

奥斯特/GPS掩星与地面雷达联合观测电离层电子密度的初步结果

1999年2月丹麦发射了一颗奥斯特小卫星,它装载了两台GPS接收机,其中一台用于电离层和中性大气掩星测量,另一台用于自主定位。本文给出了1999年10月奥斯特/GPS掩星与日本MU雷达和数字测高仪的联合观测结果。奥斯特掩星反演得到的电子密度剖面与地面雷达观测的进行了比较,结果表明:天基和地基雷达观测的电子密度是一致的。文章还给出利用GPS的单频信号反演电离层电子密度剖面技术和3维射线追踪技术模拟掩星结果。     

雷达图像的特点──“成像雷达微波遥感知识”介绍之三

成像雷达微波遥感探测的主要信息是目标与微波波段电磁波相互作用后反射的微波信息。人们正是根据不同目标与电磁波间的不同相互作用特征,对雷达图像进行解译,以解决生产、科研中的问题。与其它的遥感图像不同,雷达图像的特点与雷达成像的工作参数和图像质量参数有关。 ‘一、雷达图像参数 雷达图像的参数可分成两类；一类是表示形成图像的条件数据,与雷达成像工作参数及雷达图像的解译有关；另一类是表示图像质量的数据,与雷达图像的可解译性有关。 1、目达成像工作拜救 (1)波长雷达使用的波长对电磁波与目标相互作用特征的影响主要示现在下述两方面：其一为目标的等效表面粗糙度；其二为电磁波穿透目标的能力。     

奥斯特／GPS掩星与地面雷达联合观测电码离层电子密度的初步结果

1999年2月丹麦发射了一颗奥斯特小卫星,它装载了两台GPS接收机,其中一台用于电离层和中性大气掩星测量,另一台用于自主定位,本文给出了1999年10月奥斯特/GPS掩星与日本MU雷达和数字测高仪的联合观测结果。奥斯特掩星反演得到的电子密度剖面与地面雷达观测的进行了比较。结果表明：天基和地基雷达观测的电子密度是一致的。文章还给出利用GPS的单频信号反演电离层电子密度剖面技术和3维射线追踪技术模拟掩星结果。     

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。     

探地雷达在地下管线普查中的应用

在地下管线普查中,探地雷达可以对非金属管线进行探测,有效地弥补了传统管线探测仪只能探测金属管线的缺陷。本文结合石家庄市地下管线普查项目,通过使用探地雷达进行综合管线探测和分析,和已有资料进行比较,验证了探地雷达探测方法的可行性,并得出一些结论,以期对同行有所借鉴。     

Uniting space, ground, and underwater measurements for improved estimates of rain rate

Global precipitation is monitored from a variety of platforms including spaceborne, ground-, and ocean-based platforms. Intercomparisons of these observations are crucial to validating the measurements and providing confidence for each measurement technique. Probability distribution functions of rain rates are used to compare satellite and ground-based radar observations. A preferred adjustment technique for improving rain rate distribution estimates is identified using measurements from ground-based radar and rain gauges within the coverage area of the radar. The underwater measurement of rainfall shows similarities to radar measurements, but with intermediate spatial resolution and high temporal resolution. Reconciling these different measurement techniques provides understanding and confidence for all of the methods.     

Single Range Matching Filtering for Space Debris Radar Imaging

In the recent literature, only single-range Doppler interferometry (SRDI) has been considered for radar imaging of space debris with dimensions smaller than the radar range resolution. Considering the typical trajectories and dynamics of space debris, a single-range matching filtering (SDMF) approach is proposed in this letter. SDMF permits obtaining a 2-D image of space debris by using range unit cross-range echo data and by matched filtering the signals with different turning radii. The analysis and simulations show that, compared with SRDI, the proposed approach has less computational load and better images, particularly, for targets with smaller size.     

MIMO地基雷达微小形变探测建模与仿真

针对现有地基山体滑坡雷达实时性差、系统复杂的缺陷,将多输入多输出技术应用到地基山体滑坡雷达,建立基于多输入多输出的地基山体滑坡雷达微小形变探测的数学模型。将多输入多输出天线阵列等效为其对应的虚拟线性阵列,在这个等效线阵的基础上利用后向投影成像算法对雷达回波数据进行成像处理。成像后得到每个像素点的复散射强度,复影像对中对应像素点的复散射强度做复共轭运算,提取出差分相位,由其与微小形变建立数学关系。设置了雷达探测的模拟实验场景参数,依据所建立的模型编写仿真程序。仿真实验表明,雷达系统具有毫米级的理论形变探测能力,系统微小形变探测的相对误差在5%以内,理论模型的正确性得到验证。     

合成孔径高度计的海面回波仿真

本文首先采用经验海浪谱仿真了三维海面,进而在此基础上根据镜面反射理论计算了海面小面元散射系数。然后根据雷达方程和合成孔径高度计的合成孔径处理计算了海面回波信号的矩阵,以便给出最终的功率回波。在目前国内外缺少相应试验数据的条件下,验证了合成孔径高度计工作方式的有效性,经验证其回波模型基本正确。同时,为了与传统高度计比较,给出了传统高度计在相同参数下的回波仿真结果。文章还通过展示合成孔径高度计在同种波高、不同涌浪和风浪方向情况下的回波,说明波浪方向也会影响合成孔径高度计回波。     

Detecting the slope movement after the 2018 Baige Landslides based on ground-based and space-borne radar observations

On Oct. 11 and Nov. 3, 2018, two large-scale landslides occurred in the same location in Baige Village, Tibet, and massive rocks fell and encroached into the Jingsha River. These landslides posed a severe risk to the upstream and downstream areas. The occurrence, development and evolution of landslides are accompanied by a large number of changes in measurable variables. The deformation data are one of most important parameters for characterizing change and development trends of a landslide. This paper is centered on the results derived from ground-based radar and space-borne Synthetic Aperture Radar (SAR) images in the post-event phase to monitor the Baige landslides and to assess their residual risk. Two technologies play important roles in identifying and characterizing impending catastrophic slope failures: ground-based radar reveals the horizontal deformation, and satellite SAR images reveal the azimuth and range offset deformation. By combining satellite and ground-based SAR observations, we obtained high-precision three-dimensional (3D) deformation results and found that the vast majority of the instability regions mainly occur in the source area of the slope failures and that the direction of collapse converges from all sides to the middle. Additional information from UAV orthophoto maps and GNSS measurements also reveal that several cracks are distributed on the trailing edge of the landslide and are still moving. The comprehensive results revealed that the moving rock mass has still been remarkably active after the two landslide events. This study combined ground-based and space-borne SAR data to develop a long-term monitoring and stability evaluation process for implementation after a large landslide disaster. Based on the distribution characteristics of the 3D deformation fields, the present and future stability of the Baige Landslide was analyzed.     

基于地基真实孔径雷达的边坡动态监测研究与应用

滑坡是仅次于地震的发生最频繁、造成损失最严重的地质灾害之一，给人民群众生命和财产安全带来了巨大威胁。为了能够对危险滑坡进行动态监测，采用GPRI-Ⅱ地基雷达系统，研究了滑坡形变时序分析关键技术，制定了地基雷达数据时序处理流程，并应用于浙江绍兴某道路边坡稳定性监测。实验结果表明，该边坡存在1处明显的形变区域，位于施工现场堆积区，最大形变量达到3.5 mm/d。目前在观测条件满足的情况下，地基雷达可以达到亚毫米级的形变监测能力，已经成为灾害预警和治理的重要手段之一。     

一种反演雷达波束内不均匀反射率场的方法

本文从原始雷达方程出发,提出了一种雷达加密观测方案和退卷积的数据反演方法,以实现雷达天线波束内的反射率不均匀结构信息的提取。反演方法的数值试验表明,此反演方法比常规测量方法在角分辨率方面提高约３倍,对波束内尺度为０．５８－２．０ＨＷ（ＨＷ是天线３ｄＢ波束宽度）的反射率变化有明显的反演能力。观测数据的测量误差对反演质量的影响也进行了计算和分析。本文还讨论了反演方法对雷达观测中的一些技术参数的要求。这些结果对于提高雷达尤其是星载微波主被动遥感器在测量降水量和云中含水量等参数中的精度有重要作用和现实意义。