申请/专利权人：中国科学院国家空间科学中心

申请日：2021-07-01

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN113589275B

主分类号：G01S13/88

分类号：G01S13/88;G01S13/95;G01S7/41

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2021.11.19#实质审查的生效;2021.11.02#公开

摘要：本发明属于遥感技术领域，具体地说，涉及一种海面风场、海浪和海流的联合观测方法，包括：步骤1向海面发射一组差频脉冲信号，获取海浪谱不同波长分量；步骤2向海面发射脉冲信号，得到不同方位角下的海面后向散射系数和多普勒频移；步骤3利用步骤1的结果，反演得到海面海浪谱信息；步骤4利用后向散射系数反演得到海面风场信息；步骤5根据步骤3和步骤4得到的结果，基于海面多普勒谱模型，估计海面风场和海浪引起的多普勒频移；步骤6将步骤2得到的多普勒频移减去由卫星平台运动引起的多普勒频移和步骤5得到的海面风场和海浪引起的多普勒频移，估计由海面流场引起的多普勒频移，进而反演得到海面流场信息。

主权项：1.一种海面风场、海浪和海流的联合观测方法，该方法包括：步骤1海风、海浪和海流探测微波散射计在中等入射角下，向海面发射一组差频脉冲信号，接收其回波信号，通过差频干涉测量的方法，获取海浪不同波长分量；步骤2海风、海浪和海流探测微波散射计在中等入射角下，同时向海面发射脉冲信号，接收其返回的后向散射回波信号，利用天线的圆锥扫描，得到不同方位角下的海面后向散射系数和多普勒频移；步骤3利用步骤1获取的海浪不同波长分量，反演得到海面海浪谱信息；步骤4根据步骤2得到不同方位角下的海面后向散射系数，计算海面归一化后向散射系数，根据海面归一化后向散射系数与海面风场的关系，建立反演模型，反演得到海面风场信息；步骤5根据步骤3得到的海面海浪谱信息和步骤4反演得到的海面风场信息，再基于海面多普勒谱，估计海面风场和海浪引起的多普勒频移；步骤6根据步骤2得到的多普勒频移减去由卫星平台运动引起的多普勒频移，以及步骤5得到的海面风场和海浪引起的多普勒频移，估计由海面流场引起的多普勒频移，进而反演得到海面流场信息；所述步骤1具体包括：利用海风、海浪和海流探测微波散射计在中等入射角下，向海面发射第i组差频脉冲信号，接收其回波信号，第i组差频脉冲信号的发射频率为起始频率为f1，终止频率为f2，利用Δk算法，可以得到海浪谱的不同波长分量； 其中，θ为雷达的中等入射角，λ为利用第i组差频脉冲可测得的海浪谱的波长； 其中，c为光速；利用一组差频信号，可以实现对海浪谱特定波长分量的一次观测，则采用步进差频的信号发射方式，通过散射计发射多组差频脉冲信号，则可以实现对海浪谱不同波长分量的观测；所述步骤2具体包括：海风、海浪和海流探测微波散射计在中等入射角下，向海面发射电磁波脉冲信号，接收其返回的后向散射的回波信号，该回波信号包括幅度和相位信息，基于雷达方程： 其中，Pr是雷达接收机的回波功率；Pt是发射功率；Gt是发射天线的增益，Gr是接收天线的增益；λ是发射电磁波的波长；R是雷达与探测目标的距离；σ是当前入射角下的被照射面元的海面后向散射系数；将公式25改写为： 根据公式26，计算当前入射角下的被照射面元的海面后向散射系数；对散射计的连续两次的回波信号S1、S2求复相关，可得到连续两次回波信号的复相关系数γ： 进而可以得到雷达连续两次观测的干涉相位 根据干涉相位与多普勒频移的关系，计算当前方位角下的多普勒频移fd： 其中，τ为两次回波信号的时间差；利用天线的圆锥扫描，得到不同方位角下的海面后向散射系数和多普勒频移。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院国家空间科学中心 一种海面风场、海浪和海流的联合观测方法

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