高頻地波雷達(dá)海態(tài)反演算法研究.pdf

1、高頻地波雷達(dá),工作于高頻(3~30 MHz)頻段,利用垂直極化電磁波沿海面繞射傳播特性,能夠探測(cè)到視距以外的區(qū)域,因此又稱其為高頻超視距雷達(dá)。同其它的海洋監(jiān)測(cè)設(shè)備相比,高頻地波雷達(dá)具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、監(jiān)測(cè)面積大和投資較少的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)由于高頻地波雷達(dá)架設(shè)在岸邊或置于移動(dòng)平臺(tái)上,系統(tǒng)工作基本不受自然環(huán)境的影響,因此能夠?qū)Ｑ筮M(jìn)行全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),在監(jiān)測(cè)我國(guó)專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)、維護(hù)國(guó)家權(quán)益、保護(hù)海洋環(huán)境等方面具有重要作用。
　　近幾十年來(lái),高頻地波

2、雷達(dá)的研究取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,例如運(yùn)動(dòng)目標(biāo)航跡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、海表面矢量流場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的實(shí)時(shí)測(cè)繪等,但海浪譜反演及新體制雷達(dá)信號(hào)處理等方面所涉及的部分問(wèn)題仍然處于研究探索階段。本文針對(duì)高頻地波雷達(dá)海態(tài)反演方面現(xiàn)存的問(wèn)題,進(jìn)行了以下兩項(xiàng)研究工作:
　　1.岸基高頻地波雷達(dá)海浪譜反演。在岸基高頻地波雷達(dá)海浪譜反演問(wèn)題中,廣泛采用的Barrick后向散射公式屬于二維第一類非線性Fredholm積分方程。此類積分方程的解在本質(zhì)上是不適定的,加之高頻

3、雷達(dá)二階回波信號(hào)信噪比較低,使得反演海浪譜存在解不穩(wěn)定的問(wèn)題。本文提出了一種穩(wěn)定且低復(fù)雜度的反演算法,此算法首先根據(jù)高頻雷達(dá)一階回波譜測(cè)量海浪方向,并將其引入積分方程求解過(guò)程,減少了求解變量的個(gè)數(shù),降低了反演算法的復(fù)雜度。為解決反演結(jié)果不穩(wěn)定的問(wèn)題,本文使用了 Tikhonov正則化方法并利用廣義交叉驗(yàn)證法確定其正則化系數(shù)。通過(guò)在不同測(cè)試條件下對(duì)反演算法的仿真測(cè)試分析,表明此方法具有運(yùn)算量小、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
　　2.艦載高頻地波