微波散射实验识别原油及乳化原油

海上原油泄漏在其风化迁移过程中会形成不同浓度的乳化物,严重威胁海洋生态环境。合成孔径雷达(SAR)因其不受雨、云影响,可昼夜监测的优势,在海上溢油监测过程中发挥着主力军的作用,但是它在原油乳化识别方面还存在着不足。本文利用C波段全极化散射计观测原油的自然乳化过程,并利用人工制备的不同含水率的乳化油品模拟原油乳化进程观测油膜后向散射系数(N_(RCS))的变化。实验结果表明乳化原油M_(RCS)高于未乳化原油,且油膜乳化程度越高相应的N_(RCS)越大。通过油水散射差值(Δσ~0)与阻尼比(D_R)发现能够识别乳化与未乳化原油,反映油膜乳化程度的变化,且在VV极化下效果最佳。     

HWM07模式风场在高度60～100km的精度及建模初步研究

HWM07模式是一个应用广泛的国际标准参考大气风场模式,其在航天飞行器的设计阶段具有重要作用.因此,研究该模式风场精度具有重要意义,本文以廊坊中频雷达的风场资料(2014—2016年)为基准,利用偏差、绝对差、相关系数、相对偏差和Lomb-Scargle周期图方法,研究HWM07模式风场在高度60～100km的精度,最后,对本文建立的60～100km风场预报模型(UV_(DerM)模型)精度进行分析.结果表明,在高度60～100km范围内,(1)HWM07模式的纬向风偏差、绝对差、相关系数、相对偏差的平均值分别为14.0039 m·s-1、34.4750 m·s-1、0.1832、-75.4822%,经向风偏差、绝对差、相关系数、相对偏差的平均值分别为-2.0019m·s-1、25.3689m·s-1、0.1442、-88.9980%;经向风、纬向风的统计特征均与高度、季节有密切关系;(2)Lomb-Scargle周期图结果表明,中频雷达、HWM07模式风场在同一高度层显著(通过90%显著性检验)含有的波周期及功率谱存在较明显差异,不同高度、不同季节显著含有的波周期和功率谱也存在明显差异;(3)在高度86～92km,准全日潮汐波、准半日潮汐波分别在冬季、夏季的HWM07模式风场变化特征中为主要作用,而对中频雷达风场变化特征起主要作用的大气波动特征与高度、季节有关;(4)相对于HWM07模式风场,由UVDerM模型得到的纬向风更接近实况资料,但经向风无改进效果.     

智利三联点南部扩张洋脊俯冲区域岩石层热结构的数值模拟

智利三联点(CTJ)位于纳兹卡板块、南极洲板块与南美板块的交界处,由南极洲—纳兹卡板块之间的智利洋脊俯冲到智利海沟而形成.巴塔哥尼亚板片窗的发展是智利洋脊长期扩张俯冲的结果之一.随着纳兹卡板块的不断东向俯冲,纳兹卡板块范围逐渐变小,CTJ同时向北移动.本文采用数值模拟方法,建立了关于洋脊海沟碰撞的简单二维模型,来研究智利三联点南部扩张洋脊俯冲区域岩石层的热结构.模拟结果表明,洋脊的位置、板块相对汇聚速度及上覆大陆板块的存在均对俯冲区域海洋板块的温度结构有着很大影响,并且大陆板块下方海洋板块温度变化最大的位置距洋脊的水平距离与洋脊到板片窗范围的水平距离两者之间具有较好的一致性.同时,当存在两两板块间的相对汇聚时,洋脊右侧大陆板块下表面的温度升高,俯冲带内海洋板块温度接近于地幔温度.纳兹卡板块以7.8 cm·a~(-1)的速度急速俯冲于南美板块之下的过程中,同时伴随着智利洋脊的持续扩张俯冲,在智利三联点南部,南美板块之下纳兹卡板块的温度因而可以更快地达到地幔软流层的约1300℃温度,并最终消亡于地幔之中.     

分布式超宽带雷达地震被困人员协同探测技术

针对震后在大面积废墟下快速准确检测与定位被困人员的需求,本论文提出了用分布式超宽带雷达探测地震被困人员的技术,主要包括对分布式超宽带雷达协同探测网络构建、超宽带雷达生命迹象探测算法、分布式雷达节点探测数据融合方法等3个方面进行研究,对多雷达干扰抑制、分布式雷达节点自定位、微弱生命迹象稳健探测、废墟穿透定位误差补偿等关键技术难题提供了设计方案,为完成分布式超宽带雷达系统的研制奠定了技术基础。     

A strategy for an accurate estimation of the basal permittivity in the Martian North Polar Layered Deposits

This paper deals with the investigation of the Mars subsurface by means of data collected by the Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding working at few megahertz frequencies. A data processing strategy, which combines a simple inversion model and an accurate procedure for data selection is presented. This strategy permits to mitigate the theoretical and practical difficulties of the inverse problem arising because of the inaccurate knowledge of the parameters regarding both the scenario under investigation and the radiated electromagnetic field impinging on the Mars surface. The results presented in this paper show that it is possible to reliably retrieve the electromagnetic properties of deeper structures if such strategy is accurately applied. An example is given here, where the analysis of the data collected on Gemina Lingula, a region of the North Polar layer deposits, allowed us to retrieve permittivity values for the basal unit in agreement with those usually associated to the Earth basaltic rocks.     

极化SAR参数优化与光学波谱相结合的面向对象土地覆盖分类

提出一种基于极化参数优化的面向对象分类方法。该方法结合光学和SAR数据,有效提高了对地物的识别能力。本文方法的关键在于:在■分解中,使用光学影像指导SAR影像选择同质点,使其更精确地估计极化参数并结合光学波谱信息作为输入特征;使用面向对象的分类方法,仅将光学影像作为分割输入,避免SAR噪声引起的分割错误。以美国Bakersfield地区的Sentinel-1/2数据为例,确定7种地物类型,对比分析不同输入与不同分类器对分类结果的影响。研究表明,优化输入参数在纹理丰富区域能够有效提高分类精度;面向对象的分类结果更加稳定并较好地维持地表几何特征;改进分类方法较传统分类方法总体精度提高了近10%,达到92.6%。     

轻便型变形监测雷达的研制与基本性能测试

本文介绍自主研发的轻便型变形监测雷达的原理结构和特点,并通过一系列实验对该雷达进行基本物理参数和精度的初步测试以及建筑物变形监测方面的应用实验。通过实验证明,该雷达的测量精度达到0.1mm,最远可以观测到800m外的目标,可以用于建筑物变形监测,该雷达也用于边坡、大坝、桥梁等目标的远程变形监测。同时,该雷达在重量、体积、功耗等方面有着优势,解决同类产品笨重、难以携带作业的问题。     

基于高分三号数据的干涉测量研究

合成孔径雷达技术与传统测量技术相比,实现全天时、全天候对地观测,并监测地面的形变信息。2012年前,INSAR研究和应用团队仍然停留在依赖于国外数据的窘迫现状。随着资源三号、环境一号卫星的发射,作为光学卫星为我国测绘事业提供不少便利,但是国内并没有一颗真正意义的SAR卫星。2016年,高分三号作为首颗SAR卫星解决国内SAR卫星数据短缺的问题,研究高分三号卫星的InSAR能力,同时将高分三号卫星应用范围得以拓展。本文对高分三号河南省登封市周围地区进行实验分析,并与InSAR技术成熟的哨兵一号卫星数据进行对比分析,得出结论:①合成孔径雷达采集时间间隔29 d或者29 d的倍数并且雷达入射角相同的高分三号数据可以用于InSAR试验,通过合成孔径雷达干涉测量技术对地表进行形变监测,验证高分三号的干涉测量能力;②通过高分三号数据进行山区形变监测,利用哨兵一号数据对测区进行对比分析,验证高分三号提取地表形变信息的能力。     

探地雷达在土地整治道路工程验收中的应用研究

道路验收工作中,厚度、压实度等工程参数常常是验收工作中的重要指标,基于探地雷达的道路工程质量检测技术在土地整治项目区的道路验收中可以达到无损、快速和准确。研究采用pulse EKKO PRO 1000型探地雷达,使用剖面法对道路工程混凝土路面进行雷达探测,结合现场钻孔取心进行电磁波速度修正,经过校正、增益、背景去噪、反褶积等多项预处理,有效抑制噪声,提高分辨力,最后根据相应的电磁波传播速度值完成厚度分析工作,获得不同设计标准的道路工程面层与基层的厚度结构与路面的均匀度情况。结果表明,探地雷达对道路厚度结构探测最大相对误差不超过1.43%,标准差介于0.08~0.66之间,可见其准确度超越了传统方法,精度可靠;经处理后雷达图像清晰,可同步了解道路面层与基层的介质均匀度情况,其中面层厚度起伏不大,个别路段基层压实不充分,厚度不均。符合设计标准与验收要求,为土地整治道路工程的验收与质量评价工作提供有效的帮助。     

Investigation of the ground displacement in Saint Petersburg,Russia, using multiple-track differential synthetic aperture radar interferometry

Global sea level rise and local land subsidence might exacerbate the risk of flooding in coastal plains. Among other cities, this is also the case for the high-latitude city of St. Petersburg, which has long been threatened by flood events. To protect the urban area from storm surges, the Union of Soviet Socialist Republics (USSR) in 1978 approved the construction of the 25 km long Flood Prevention Facility Complex (FPFC), which was completed in 2011. The risk of flooding in the city area of St. Petersburg is amplified by the fact that large sections of the coastal area have been reclaimed from the sea. In this study, we investigate the temporal evolution of the ground displacement in St. Petersburg. To this end, we perform an extended analysis based on the application of a simplified version of the differential interferometric synthetic aperture radar technique, known as the minimum acceleration (MinA) approach. The MinA algorithm is a multi-satellite/multi-track interferometric combination technique that allows working with multiple sets of SAR images. The method allowed generation of time series of two-dimensional (2-D) (i.e. East-West and Up-Down) deformation of the terrain by processing two sequences of Sentinel-1A/B (S-1A/B) SAR images acquired from 2016 to 2018, along the ascending and descending flight passes. The Small BAseline Subset (SBAS) algorithm was independently applied to the two sets of SAR data to generate the relevant Line-Of-Sight (LOS)-projected ground deformation time series. Subsequently, the LOS-projected deformation products were geocoded and jointly combined. The results indicate that the deformation in the city is predominantly vertical (i.e. it is subsiding) with a maximum subsidence rate of about 20 mm/year corresponding to the newly sea-reclaimed lands. Finally, the error budget of the retrieved 2-D deformation time series has also been addressed.