【摘要】：海洋波譜議是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)量海浪方向譜的微波傳感器。它工作在小入射角下，通過(guò)天線360度掃描，可以用于對(duì)海面進(jìn)行大面積、長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)，從而獲取海浪方向譜、風(fēng)速和波高等海面參數(shù)信息。本文對(duì)小入射角下的海面微波散射理論模型進(jìn)行分析，研究了海洋波譜議海浪探測(cè)的機(jī)理，并對(duì)星載海洋波譜儀遙感探測(cè)海浪譜進(jìn)行仿真研究，為利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)反演海浪譜及海浪參數(shù)做準(zhǔn)備。 本文首先介紹了海浪譜與海浪研究的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了海浪譜探測(cè)的重要性。然后針對(duì)海洋波譜議工作在小入射角的特點(diǎn)，探討了小入射角的海浪微波散射模型，準(zhǔn)鏡面散射、雙尺度以及三尺度模型。準(zhǔn)鏡面散射模型在大入射角時(shí)失效，，雙尺度和三尺度模型能在整個(gè)入射角范圍內(nèi)描述海面散射，相比這幾種模型來(lái)說(shuō)三尺度的結(jié)果更接近于實(shí)測(cè)值。另外，準(zhǔn)鏡面散射模型的后向散射系數(shù)與海面斜率的概率密度成正比，考慮了海面斜率高階統(tǒng)計(jì)特性的非高斯型斜率概率密度分布，能更準(zhǔn)確地刻畫(huà)實(shí)際海面，使散射計(jì)算更精確。 隨后本文分析了現(xiàn)有的波譜議海浪探測(cè)原理，其要點(diǎn)是準(zhǔn)鏡面散射以及長(zhǎng)波的傾斜調(diào)制。最后本文搭建了海洋波譜儀海浪譜探測(cè)仿真平臺(tái)，利用該仿真平臺(tái)，仿真分析不同海況下的海浪譜反演的性能。仿真結(jié)果表明，對(duì)于成熟的海浪，波譜儀可反演風(fēng)速大于10m/s時(shí)的海浪譜，而對(duì)于未成熟的風(fēng)浪和涌浪可以探測(cè)較小風(fēng)速下的海浪。波譜議探測(cè)效果還和有效波高有關(guān)，有效波高越大，反演效果越好。
[Abstract]:Ocean wave spectrum is a kind of microwave sensor which is used to measure the directional spectrum of ocean waves. It works at a small incident angle and can be scanned by an antenna of 360 degrees. It can be used to observe the sea surface in a large area and for a long time, so as to obtain the wave direction spectrum, wind speed and high sea surface parameters. In this paper, the theoretical model of sea surface microwave scattering at small incident angle is analyzed, and the mechanism of ocean wave detection is studied, and the simulation of ocean wave spectrum detection by remote sensing of spaceborne ocean wave spectrometer is carried out. In order to retrieve wave spectrum and ocean wave parameters from measured data. In this paper, the relationship between wave spectrum and wave research is introduced, and the importance of wave spectrum detection is emphasized. Then the microwave scattering model, quasi-mirror scattering model, two-scale model and three-scale model of ocean wave with small incident angle are discussed. The quasi-mirror scattering model fails at a large incidence angle, and the two-scale and three-scale models can describe the sea surface scattering in the whole range of incident angles. Compared with these models, the three-scale results are closer to the measured values. In addition, the backscattering coefficient of the quasi-mirror scattering model is directly proportional to the probability density of the sea surface slope. The non-Gao Si slope probability density distribution, which takes into account the high-order statistical characteristics of the sea surface slope, can more accurately describe the actual sea surface. Make the scattering calculation more accurate. Then, the existing wave detection principles are analyzed, the main points of which are quasi-mirror scattering and long wave tilt modulation. Finally, a simulation platform for ocean wave spectrum detection with ocean wave spectrometer is built, and the performance of ocean wave spectrum inversion under different sea conditions is analyzed by using the simulation platform. The simulation results show that the wave spectrum can be inversed by the wave spectrometer when the wind speed is greater than 10m/s for the mature waves, while the waves under the lower wind speed can be detected for the immature wind waves and surges. The detection effect is also related to the effective wave height. The larger the effective wave height is, the better the inversion effect is.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：P716.22

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本文編號(hào)：2193202