[发明专利]一种基于新型海浪色散关系带通滤波器进行X波段导航雷达反演海浪参数方法

说明书

技术领域

本发明属于海浪遥感技术领域，具体涉及一种利用导航雷达获取的海杂波图像进行海浪参数反演的基于新型海浪色散关系带通滤波器进行X波段导航雷达反演海浪参数方法。

背景技术

对X波段雷达的回波图像进行分析，可以获得海浪的参数。但是该回波图像中除了含有海浪信号外还含有大量的噪声，如同频干扰、背景噪声、雨雪干扰及目标物回波等。这些噪声将严重影响海浪的参数反演，使结果失真。所以需要从雷达的回波图像中去除这些噪声信号并提取出有用的海浪信号。由于该信号符合重力波的色散关系，所以可以利用色散关系来构造滤波器，将信号提取出来。具体的滤波流程如下：

海杂波图像谱I(k_x,k_y,ω)→色散关系滤波→信号图像谱F(k_x,k_y,ω)

海浪符合重力波的色散关系这一理论是由LeBlond和Mysak于1978年提出的。见参考文献[1](Paul H.LeBlond,Lawrence A.Mysak.Waves in the ocean[M].1978,Elsevier.)

假定在选定的分析区域内海面浪场和流场是空间均匀和时间稳定的，则一阶重力波的色散关系描述如下

ω02=g|k→|tanh(|k→|d)---(1)]]>

其中，d为水深，g为当地重力加速度，为波数，λ为海浪波长。若存在一个相对于雷达天线平台速度的表面流其中那么引入一个多普勒频移的色散关系变为：

ω=ω0+k→·u→---(2)]]>

则

ω=g|k→|tanh(|k→|d)+k→·u→---(3)]]>

上述为雷达与海表面不存在相对流速与存在相对流速下的色散关系曲线。曲线a为流速为0时的色散关系曲线，它关于纵轴对称。曲线b为存在多普勒频移的色散关系曲线。等高线代表能量的分布。