高頻地波雷達海面風場反演研究.pdf

1、高頻地波雷達在監(jiān)測海洋信息方面具備著傳統(tǒng)探測手段不可比擬的優(yōu)勢。隨著人類對海洋日益迫切的開發(fā)需求，傳統(tǒng)監(jiān)測海洋的手段已經(jīng)跟不上人們的步伐。諸如衛(wèi)星遙感、航空遙感及高頻雷達等新的手段不斷提出，高頻地波雷達監(jiān)測海洋信息的優(yōu)點在于實時性好，不受天氣的影響，如今在一些地區(qū)高頻雷達已被應用于氣象預報、洋流監(jiān)測及災難救援等方面。在高頻地波雷達反演海態(tài)信息方面，本文主要研究海面風速反演及風向反演兩個方面。
　　在反演風速的方法上，采用兩種算法，

2、一是基于Barrick經(jīng)典理論的反演模型，改進SMB算法以解決反演風速時海浪峰值頻率誤差較大的問題。二是提出一種基于傳播衰減理論，利用航跡的衰減曲線反演海面風速的新算法。對比傳統(tǒng)的反演算法，得到SMB模型無論是在反演的適用范圍還是精度上都有著明顯的優(yōu)勢，而該算法對于海浪的峰值頻率很敏感，峰值頻率誤差會影響結果的精確度，本文通過P--M譜得到風速與峰值頻率的關系，代入 SMB模型，得到新的反演算法，通過仿真數(shù)據(jù)及實測數(shù)據(jù)的反演結果可知，該

3、方法有效解決了上述問題，并有更高的精確度。傳統(tǒng)的反演算法都是對海雜波頻譜進行處理，提取海態(tài)信息，這是海雜波頻譜能反演海面的狀態(tài)。而實際上電磁波在海面?zhèn)鞑ミ^程中，也受到海風的影響，本文通過對傳播衰減的理論研究，發(fā)現(xiàn)海風通過引起海洋表面阻抗而對電磁波的傳播產(chǎn)生影響，通過具體的公式推導給出了風速影響傳播衰減的定量描述，從理論上證明該方法用于反演海面信息的可行性。后通過實際的航跡衰減曲線對風速進行的反演，結果表明該方法能夠用于反演風速信息，其精