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。     

用地震观测振幅周期反演地壳面波Q值空间分布的误差问题

本文通过计算四川附近地区面波Q值的误差分布情况,对于用CT技术中卷积反投影图象重建方法来反演地壳面波Q值分布这种方法的可靠性和稳定性做出初步研究。具体作法是在北纬26°-34°,东经103°112°范围内将卷积反投影结果进行插值,插值象素单元的经纬长度均为0.25度,然后将面波扫描的方框分别向北、向南、向东、向西各移动2度,在其共同区域(28.7°-31.3°N,106°-109°E)内将Q值扫描成象的五个值求平均及标准误差,得到该区域内平均Q值的空间分布和卷积反投影法计算误差的空间分布图,在所讨论的范围内平均Q值在,240-270之间;标准偏差最大为17％,该范围内平均误差为7.5％。     

一种改进的电离层层析成像算法

针对电离层层析成像算法中确定相位积分常数以及合理选择迭代初值等关键问题,本文提出一种联合使用差分多普勒相位和差分多普勒频率数据的新算法,将相位积分常数的计算以及迭代初值的确定与图像的重建过程统一起来．该算法克服了单独计算相位积分常数的困难,初值的选择也较为合理,数值模拟反演与对实测数据反演的结果证明,本文提出的算法对电离层ＣＴ重建更为合理有效．     

风场对SWAN模式在台湾海峡后报结果的影响

本文利用SWAN模式模拟分析了CCMP和DASCAT两种常用风场数据在台湾海峡海面的浪场结果。东北季风期3个月的浪场模拟结果与浮标实测波高时序数据相比,偏差均值不大于0.33 m,偏差均方根不大于0.59 m。一般在浮标波高大于3.5 m和小于1.0 m时,偏差偏大。6 h分辨率的风场数据相较于24 h分辨率风场数据对应的模拟结果更接近于浮标实测结果。在6 h和24 h分辨率的CCMP风场数据和24 h分辨率的DASCAT风场数据的模拟结果中,两两结果间的空间相关系数均不低于0.90,偏差均值不大于0.32 m,偏差均方根不大于0.4 m。     

基于X波段雷达的海洋动力学参数提取算法初步研究

从X波段船舶雷达记录的连续雷达图像中,可以获得海浪频谱和海流的信息。在不存在海洋表面流的情况下,雷达图像的三维频谱分布在由静水色散关系确定的平面轨迹上。海流的存在会使三维频谱的能量分布产生相应的多普勒频移,对此频移进行最小二乘拟合,可以确定海流的大小和方向,进而得到有向浪高谱。本文基于通用的海浪谱和方向函数,在考虑阴影调制的情况下仿真海面X波段雷达图像序列,分别对无海流和有海流作用下的三维频谱进行了数值模拟,通过海流产生的多普勒频移拟合出海流,并获得二维图像谱。最后分析了McMaster大学X波段雷达的实测定向海面回波数据,获取了海浪的一维图像频谱。     

将平面范围地震面波Q值成象扩大成球面上投影的试验

本文将医学上常用的卷积反投影法转用于面波品质因数 Q 值空间分布的扫描反演,在前文中已应用于反演四川及其附近地区而波 Q 值的空间分布,由台站记录的面波振幅、周期等数据,通过计算每条射线的吸收特征时间,利用卷积反投影法反演出 Q 值的空间分布,为了求得在较大范围内面波 Q 值空间分布,就要使反演区域能够覆盖更为广阔的面积。文中叙述了如何将扫描单框进行移动和叠加,使得较大的球面区域的 Q 值分布能够由较小单框的平面 Q 值分布值,经过移动和叠加,直至所有参加反演的平面小单框都能覆盖住预想的球面大区域,除去边缘部分之外。在经纬度网上都有一个以上 Q 值数据,通过计算每个点上的平均 Q 值和均方误差,可以获得大区域中的平均面波 Q 值分布及其均方误差的等值线.经过进一步的加权处理,获得效果较好的 Q 值分布结果。     

一次日食电离层效应的CT初步研究

利用电离层CT方法研究了1995年10月24日日全食的电离层效应.文中针对电离层CT重建剖面日变化不连续的情况,提出了一种基于奇异值分解(SVD)技术的时域插值方法.利用该方法提取该次日食所产生的电离层效应,得到日食引起较低高度上的光化学作用减弱以及输运过程改变等电离层效应的图像,发现较低高度上的光化学过程随着日食的结束而得到恢复,而日食对输运过程造成的影响在食甚之后约2h表现得最为强烈.对同时得到的垂直总电子含量(QTEC)的纬度-时间分布图进行分析也得到与此相应的结果.     

OSMAR071G地波雷达对“莫兰蒂”台风风眼的观测

利用福建省海洋预报台业务化运行的OSMAR071G高频地波雷达海洋表面观测系统,对2016年9月14日-15日"莫兰蒂"台风穿越台湾海峡并登陆厦门岛的全过程进行了实时观测。根据地波雷达观测的风场数据,计算了海洋表面风场涡流特征,通过涡场结构确定了涡旋的中心,以此确定为台风海面风眼实时位置,通过连续观测,从而得到了台风海面风眼的轨迹。该风眼轨迹与国家卫星气象中心的发布的台风路径基本一致。本次观测表明了OSMAR071G高频地波雷达系统能够准确实时地对台风进行遥感探测。     

电离层CT数据采集和图像重建

介绍低纬电离层CT实验所使用的数据自动采集系统并提出一种电离层CT算法。在数据采集过程中引入了GPS标准时间；重建算法的特点是利用差分多普勒频率数据避免了相位积分常数的计算，提高了对较弱的电离层扰动和不规则结构的检测能力。数值模拟反演结果表明了该算法对电离层CT重建的有效性，并给出有关实测数据的重建结果。     

基于BP神经网络的高频地波雷达海流空间插值

高频地波雷达是海洋环境监测的重要手段,当前已经实现对海流的业务化观测,但是外部因素常引起海流空间探测的不连续性。为解决此问题,尽量保障区域数据的完整性和准确性,本文将BP神经网络技术与空间插值相结合,建立了海流的BP神经网络插值模型,并进行了针对实测数据的缺失插值仿真,通过与反距离权重法和线性插值法插值结果的对比,分析该模型在区域海流大面积缺失、流速整体较大和流速整体较小3个方面的性能。结果表明,BP神经网络插值模型的海流预测效果明显优于其他两种方法,且在流场数据大范围缺失下也取得了良好的效果。