[发明专利]一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法

权利要求书

1.一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、读入相参X波段雷达图像序列phase(x，y，t)，其中x和y分别为像素点在雷达图像中的横坐标和纵坐标，t是雷达图像在其所在的雷达图像序列中的采集时间；

步骤2、对雷达相位图像phase(x，y，t)做傅里叶变换，得到雷达图像谱F(k_x，k_y，ω)，雷达图像谱作为观测谱，其中k_x和k_y为x和y方向的波数，ω为频率；

步骤3、对F(k_x，k_y，ω)做小波变换，得到复数小波系数C(α，β)，其中α和β为小波变换的尺度参数和平移参数；

步骤4、对复小波系数的模|C(α，β)|沿平移参数β积分，

根据方程(1)找到最大模对应的尺度参数α_m，其中|·|表示模，β1和β2为最小和最大平移参数，C(α)为复小波系数沿β1到β2的积分；

步骤5、找出复小波系数的辐角arg(C(α_m，α))的极大值，其极值点r_i就是海浪能量谱的谱峰的极大值点，i＝1，2，…，n，其中arg(·)表示辐角，n是极大值的数量；

步骤6、找出海浪能量谱的谱峰所在的坐标为(k_xm，k_ym)，其中k_xm为海浪能量谱的谱峰在x方向的波数，k_ym为海浪能量谱的谱峰在y方向的波数，则这个谱峰所对应的波长为海浪的主波波长L：谱峰所对应的波向为海浪的主波波向θ：θ＝arctan(k_xm/k_ym)，海浪的峰值周期T_p为：T_p＝2π/ω_p，海浪的峰值周期即为观测谱的峰值周期；其中，ω_p为海浪能量谱的峰值角频率；

步骤7、选择文氏谱作为理论谱；

步骤8、根据步骤7的理论谱和步骤2的观测谱，建立理论谱和观测谱的最小化差异模型，不同风速下理论谱的峰值周期不同，找到理论谱的峰值周期与步骤6求解的观测谱的峰值周期最小差值，此时理论谱的峰值周期所对应的风速即为观测时海表面风速U₁₀，从而反演得到海浪的有效波高。

2.根据权利要求1所述的一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法，其特征在于，步骤3所述的小波变换中，小波母函数为墨西哥帽小波函数。

3.根据权利要求1所述的一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法，其特征在于，步骤7中，文氏谱的形式如下：

其中，

m＝2(2-η)，

其中m₀是谱的零阶矩阵，ω₀是谱峰频率，p为谱尖度因子，η为深度参数，为平均波高，h为水深，S(ω)为海浪能量谱，m为谱矩，S(w₀)为谱峰频率对应的海浪能量。

4.根据权利要求1所述的一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法，其特征在于，步骤8中，海浪的有效波高为其中S(ω)为海浪能量谱，ω为频率。