雷達(dá)測波反演算法及系統(tǒng)集成設(shè)計的研究.pdf

1、目前，海上艦船數(shù)量劇增，為達(dá)到避碰目的，所有軍用和民用艦船都配備有X波段導(dǎo)航雷達(dá)。雷達(dá)掃描海面得到的“海雜波”圖像含有豐富的海浪信息，可借用有效算法提取海浪的相關(guān)特征參數(shù)。借用導(dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行海洋遙感測量，相比其他設(shè)備具有便攜、可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、時空分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，所以近年來引起國內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。目前，我國此項研究處于起步階段，尚未研發(fā)成具有自主產(chǎn)權(quán)并可推廣使用的監(jiān)測設(shè)備。為提高我國近海和遠(yuǎn)洋海浪檢測水平，以適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，本文對

2、X波段導(dǎo)航雷達(dá)圖像時間序列的海浪信息提取技術(shù)進(jìn)行研究。
　　 首先，借鑒國內(nèi)外已知成果，在充分了解海浪信息反演原理的基礎(chǔ)上，借鑒了已有海浪反演的流程，設(shè)計并實現(xiàn)了適合我國近海特性的海浪信息反演的算法。其次，利用Longuet-Higgins海浪模型，通過選用恰當(dāng)?shù)暮＠俗V和方向函數(shù)，模擬了三維隨機(jī)海浪數(shù)據(jù)；同時分析了雷達(dá)成像的機(jī)制并利用模擬數(shù)據(jù)成功實現(xiàn)了圖像的仿真。然后，對設(shè)計的海浪信息反演算法進(jìn)行了檢驗，結(jié)果驗證了本文所用算法的

3、有效性，為海上實測數(shù)據(jù)的處理和設(shè)備研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
　　 另外，利用掌握的海上實測數(shù)據(jù)，分析并實現(xiàn)了海浪信息提取技術(shù)的流程，包括雷達(dá)圖像的去噪修復(fù)、子圖像序列的提取、海浪信息的反演等。初步開發(fā)了“X波段雷達(dá)時序圖像測波數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”。
　　 最后，依據(jù)我國近海的特點(diǎn)，對國外已有方法進(jìn)行了探索性的改進(jìn)，提出了利用多項式回歸方法估算有效波高的新數(shù)學(xué)模型，給出了利用分段函數(shù)擬合提高反演精度的新算法。通過對比實驗，驗證了所給模型