[发明专利]基于海面起伏运动目标SAR图像再聚焦的海浪参数获取方法

说明书

本发明提供了一种基于海面起伏运动目标SAR图像再聚焦的海浪参数获取方法，通过获取目标区域的SAR图像，对该SAR图像中包含运动目标子图像的数据应用基于反变换和ISAR运动补偿的再聚焦算法，得到聚焦后的SAR图像及该图像对应的相位误差补偿曲线，将正弦函数形式的相位误差补偿拟合曲线结合海浪起伏运动模型中相位误差表达式进行对应分析，得到起伏运动目标的振幅与周期，并根据起伏运动目标的振幅与周期推知海浪的浪高与周期等参数，处理过程简单快速，成本较低，结果准确，并且基于此方法具有上述数据分析处理优势，仅需要在测量区域放置轻小浮标，监测方式简单容易实施，可以精确测量近海岸信息，占地面积小，且不受海域的限制。

技术领域

本发明属于海洋遥感信息提取领域与合成孔径雷达信号处理领域，特别是海洋遥感海浪信息提取与合成孔径雷达数据精细处理领域，涉及一种基于海面起伏运动目标SAR图像再聚焦的海浪参数获取方法。

背景技术

在海洋动力环境的研究中，海浪是一个重要要素，是海洋学研究中重要的参量，因此预测和获取海浪的信息与海洋军事技术及海上安全航行等有着十分密切的关系，具有十分重要的科学意义和实用价值。

现有的海洋监测手段主要有浮标、潜标等传统方式以及卫星、激光、雷达等新兴的无线电遥测方式。传统监测手段探测的区域范围有限，往往只能探测到若干个点、线上的数据，且容易受到高海况、台风、海啸等恶劣气候的限制，工作效率低下。而各种新兴的无线电遥测手段可以有效避免这一限制，因而迅速发展起来。卫星遥测具有全球覆盖的优点，但是探测周期较长，分辨率较低；微波岸基雷达分辨率高，可以提供较为全面的海浪、海流信息，精度较高，目前在船舶雷达、岸基港口、重要航道等地方已经大量部署，但是由于传播衰减大，其探测距离有限，一般只能探测到若干公里内，难以满足中远程海洋环境监测；近年来发展的基于GNSS的无源福射雷达可以探测海面风场、浪场，但是探测的距离和面积有限，使其具有一定的局限性；岸基高频地波雷达能够克服上述困难，既能提供大面积的资料，又能够提供连续时间系列的海浪、海流和海面风速资料，但其造价高、天线占地面积大，更重要的是对于近岸地区存在较大的盲区，难以获得近岸几公里内海浪的重要信息。

因此总的来说，目前海洋遥感海浪信息提取这一领域仍存在以下技术问题：处理手段繁琐、无法准确获得近海岸信息、造价高、天线占地面积大、探测距离有限等问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种基于海面起伏运动目标SAR图像再聚焦的海浪参数获取方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种基于海面起伏运动目标SAR图像再聚焦的海浪参数获取方法，包括以下步骤：获取目标区域的SAR图像，对该SAR图像中包含起伏运动目标子图像的数据应用基于反变换和ISAR运动补偿的再聚焦算法，得到聚焦后的SAR图像及该图像对应的相位误差补偿曲线；对所述相位误差补偿曲线进行正弦函数的拟合，得到正弦函数形式的相位误差补偿拟合曲线；将所述正弦函数形式的相位误差补偿拟合曲线结合海浪起伏运动模型中相位误差表达式进行对应分析，得到起伏运动目标的振幅与周期；以及根据起伏运动目标的振幅与周期推知海浪的浪高与周期参数。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明提供的基于海面起伏运动目标SAR图像再聚焦的海浪参数获取方法，至少具有以下有益效果其中之一：

1、本发明建立了起伏运动目标的误差模型，并定量分析得到了误差结果，创新地采用了基于反变换与ISAR运动补偿的再聚焦的方法实现海浪参数获取，在完成运动目标再聚焦的同时，可以更精确、更简便地得到海浪参数的获取结果。