《高頻超視距雷達天地波混合組網模式下海流反演》是依託武漢大學，由張蘭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高頻超視距雷達天地波混合組網模式下海流反演
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張蘭
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
天地波一體化探測兼具天波傳播和地波探測的優點，在探測距離和套用靈活性方面有其獨特優勢，但其傳播信道的複雜性給海流等海洋動力學參數的探測帶來新的問題。項目組已於近期建成了一個“天地波一體化+地波組網”模式的混合體制超視距雷達實驗網。本申請的目的是研究該探測構型下大面積海流反演的理論、模型和方法，從天地波一體化路徑下海洋回波的特點入手，分析天-地雙基地布局、電離層變化等因素對海流探測的影響。鑒於天波傳播信道的複雜性，擬利用天波和地波共同覆蓋區中地波雷達組網探測所獲得的高精度海流分布作為確定天波信道特徵的輔助源，即利用地波組網探測信息來校正電離層對天地波路徑下海洋回波的影響，進而提高整個天波覆蓋海域（地波雷達探測範圍之外）的海流探測精度。在此基礎上，結合現場試驗數據，進行誤差分析和算法最佳化，為發展超視距雷達混合組網體制下海洋動力學參數的探測理論和方法體系提供支持。
結題摘要
天地波混合組網體制海態雷達系統，是通過混合組網技術將天地波一體化探測與地波組網探測有機結合起來，試圖從探測距離、探測結果準確性以及套用的靈活性等方面來提升高頻超視距雷達的探測性能，但該體制下其高頻電波傳播信道比較複雜，由時變的電離層反射傳播信道和海面繞射傳播信道共同組成，其回波譜特性要比單一模式下要複雜很多，在進行海流探測的過程中，除了涵蓋了天波和地波雷達各自具有的難題外，還要面對由兩者交叉而引入的新問題。本項目圍繞天地波混合組網模式下海流反演方法的研究，首先基於Barrick海面一階散射理論推導了天地波模式下一階回波產生機理和該模式下海流反演理論，開展了三次天地波混合組網現場試驗，並結合試驗結果完成了雙基地布局和電離層變化對回波譜影響的分析，為天地波模式下海態參數反演提供了重要理論基礎。在此基礎上，通過基於直達波的相位梯度法和利用地波雷達探測結果作為輔助源來校正天地波電離層污染相結合的方法來完成電離層相位污染的校正。此外，針對天地波模式下反射點高度難以確定、都卜勒污染嚴重等問題，結合地波雷達海流反演方法，利用基於傅立葉級數展開求取一階Bragg頻率和構造空間橢圓用以解決天地波雷達散射元定位等一系列方法來完成高頻天地波雷達海洋表面流反演，並將反演結果與地波雷達結果進行了對比分析，試驗數據分析結果表明了該方法的有效性。該項目實施過程中嚴格按照研究計畫進行，完成了全部研究目標，在項目成果方面申請各類專利6項，獲批3項；在各報刊、雜誌發表論文10篇。本項目針對高頻天地波雷達在海洋動力學探測和反演方面進行了探索和研究，該項目成果可為發展超視距雷達混合組網體制下海洋動力學參數的探測理論和方法體系提供支持。
