《非線性海面微波散射Doppler譜特性及海洋波面反演研究》是依託中國海洋大學，由王運華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非線性海面微波散射Doppler譜特性及海洋波面反演研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王運華
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
海洋微波散射Doppler譜特徵在海面風、浪、流的遙感監測中具有廣泛套用前景，回波Doppler譜特徵及基於該特徵的海洋波面反演算法研究不僅具有理論意義而且具有一定的套用價值。本課題基於粗糙面電磁散射高階小斜率近似方法推導給出非線性海面微波散射場求解公式，並將所得結果同稀疏矩陣正則格線法(SMCG)數值計算結果相比較，驗證其正確性；在此基礎上，通過研究大尺度波浪對散射面元的調製及大尺度波浪軌道速度的影響，給出回波Doppler譜理論模型，與實測結果相比較，該模型估計所得譜中心頻移及譜寬優於相關文獻結果；結合高階小斜率近似方法及層析成像技術獲得非線性海面雷達徑向各分辨單元散射場，利用所給Doppler譜模型提取分辨單元回波Doppler譜中心頻移，藉助非線性海面大尺度波浪軌道速度傳遞函式模型和IFFT變換，建立海洋波面反演算法，並研究微波頻率、入射角度、海表流場等因素對波面反演精度的影響。
結題摘要
海洋微波散射Doppler譜特徵在海面風、浪、流的遙感監測中具有廣泛套用前景，回波Doppler譜特徵及基於該特徵的海洋波面反演算法研究不僅具有理論意義而且具有一定的套用價值。本課題基於粗糙面電磁散射物理光學法、高階小斜率近似方法、微擾法及雙尺度理論推導給出了線性和非線性海面微波散射場及其頻譜特徵；並建立了小入射角度、中等入射角度及掠射時的譜寬和頻移的理論模型。在研究過程中，分別考慮了大尺度波浪對散射面元的流體力學調製、傾斜調製、大尺度波浪軌道速度傳遞函式、大尺度波浪產生的遮蔽效應和曲率修正效應等因素的影響，通過與實測結果相比較，該項目所建模型估計所得頻譜中心頻移及譜寬與實際測量結果較為符合。基於以上研究，本項目結合高階小斜率近似方法及層析成像技術獲得非線性海面雷達徑向各分辨單元的散射場，利用所給Doppler譜模型提取各分辨單元回波Doppler譜中心頻移，同時，藉助非線性海面大尺度波浪軌道速度傳遞函式模型，建立了海洋波面的反演算法。在本項目研究過程中，我們套用相參雷達數據，並結合本項目所建立的反演算法對海面輪廓進行了重建，並將反演結果與浮標測量結果進行了比較，發現雷達空間解析度對小尺度波浪的反演精度具有顯著影響。 本項目已按照前期計畫開展研究，達到了預期研究目標。在本項目執行的三年期間，基於項目研究內容和所得結果在IEEE trans. Geosci. Remote Sens., Chin. Phys. Lett., Chinese Phys.及物理學報等國內外知名學術期刊上發表科研論文9篇，IEEE trans. Geosci. Remote Sens.和PIER上在審論文各1篇，目前成稿論文2篇。 另外，在該項目支持下，培養青年教師3名，博士研究生1名，碩士研究生3名。
