【技术实现步骤摘要】
海洋二号卫星散射计海面风场反演方法和装置
本专利技术涉及海洋微波遥感
,具体而言,涉及海洋二号卫星散射计海面风场反演方法和装置。
技术介绍
海洋表面风场是影响海浪、海流、水团的活跃因子和海洋动力学的基本参数,对全球海洋风场的监测,在沿海地区的防灾减灾,海洋环境保障,以及促进海洋相关科学研究中具有重要意义。卫星散射计以其全天时、全天候、高时空分辨率,大覆盖范围等特点,已成为全球海面风场最为重要的观测手段。卫星散射计是一种经过定标的雷达,它向海面主动发射电磁波,并接收经过海面调制的回波信号。雷达回波信号将由发射信号以及海面特征共同决定。当海浪波长与雷达发射电磁波波长满足布拉格散射条件时,各波面产生的后向散射电磁波相位相同,从而产生共振,回波能量将主要由产生共振的电磁波决定。在微波散射计的工作频率下,满足布拉格谐振条件的海面波为海表毛细波,海洋表面毛细波的谱密度与海洋表面上的风速直接相关。因此,通过雷达测得的回波信号可获取海面风场的信息。通过对雷达回波信号的处理,可得出仅与海面情况有关的归一化后向散射系数(NRCS,或0°),从散射计测得的可进一步提取出海面风场,海面风场的信息提取过程称为风矢量反演。海洋二号卫星微波散射计(HY2-SCAT)为一个可业务化运行的微波散射计,HY2-SCAT主要用于全球海面风场观测,测风风速范围为4?24m/s,风速精度为2m / s或10%;风向测量范围为O?360°,风向精度为±20°。HY2-SCAT工作频率为13.256GHz,采用笔形波束圆锥扫描方式,通过笔形波束以固定仰角围绕天底方向旋转,在卫星平台顺 ...
【技术保护点】
一种海洋二号卫星散射计海面风场反演方法,其特征在于,包括:建立地球物理模型函数σ0=F(V,χ,...,f,p,θ);其中,σ0代表海面对应的后向散射系数;V为风速;χ为风向的相对方位角;f为散射计的工作频率;p为极化方式;θ为散射计天线的入射角;基于所述地球物理模型函数设定目标函数;其中,所述目标函数J=-Σi=1N(σoi-σm(V,xi))2Var(σm)i+ln(Var(σm)i);其中σoi为所述散射计实际测得的后向散射系数,σm为预测的对应风速为V,相对风向为χ时的后向散射系数,N为用于风矢量反演后向散射系数测量结果的总数;对每个风矢量单元,查找所述目标函数的局部最大值的风速与风向,并将查找到的风速与风向作为当前风矢量单元的模糊解;分别将每个风矢量单元的模糊解按其对应的目标函数值由大到小排序;从当前风矢量单元的模糊解中选出最大的两个目标值对应的模糊解,将两个所述模糊解分别与NCEP预报的风向比较,并将比较结果中与所述NCEP预报的风向最接近的模糊解作为所述当前风矢量单元的初始场;将所有风矢量单元的初始场作为圆中数滤 ...
【技术特征摘要】
1.一种海洋二号卫星散射计海面风场反演方法,其特征在于,包括: 建立地球物理模型函数O Q=F(V,X,...,f,P,θ );其中,O ^代表海面对应的后向散射系数;V为风速;X为风向的相对方位角;f为散射计的工作频率;p为极化方式;Θ为散射计天线的入射角; 基于所述地球物理模型函数设定目标函数;其中,所述目标函数 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将两个所述模糊解分别与NCEP预报的风向比较的步骤之前,所述方法还包括: 提取当前风矢量单元的观测经纬度和观测时间,分别记录为MES_Lat、MES_Lon和PRD_time ; 根据当前风矢量单元的观测时间确定所述NCEP预报的两个时次的预报数据,其中,所述两个时次分别记录为timel和time2 ; 从所述预报数据中提取以所述当前风矢量单元为中心的四个角点的风矢量,所述四个角点的风矢量包括:所述四个角点的经纬度信息和经向、纬向的风速分量,分别记录为 Mer—Lat1、Mer^oni> Z0N_Metj (time2)、Z0N_Metj (timel)、MER-Meti (time2)、MER_Meti (timel);其中下标i变化范围为I_4,分别对应4个角点; 计算距离权重系数Cli ;其中, 3.一种海洋二号卫星散射计海面风场反演装置,其特征在于,包括: 地球物理模型建立模块,用于建立地球物理模型函数oq=F(V,x,...,f,p,Θ);其中,σ ο代表海面对应的后向散射系数;V为风速;X为风向的相对方位角...
【专利技术属性】
技术研发人员:邹巨洪,林明森,邹斌,黄磊,张治平,
申请(专利权)人:国家卫星海洋应用中心,
类型:发明
国别省市:
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