[发明专利]一种利用小孔径高频雷达海洋回波反演浪高的方法

权利要求书

1.一种利用小孔径高频雷达海洋回波反演浪高的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：从小孔径高频雷达的宽波束回波数据中通过两次快速傅里叶变换获取宽波束雷达回波的距离多普勒谱，从宽波束雷达回波的距离多普勒谱中提取出每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱；

步骤2：从每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱中根据谱峰搜索法提取每个待测距离环的幅值最大的宽波束一阶谱，结合每个待测距离环的幅值最大的宽波束一阶谱的峰值角频率，从每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱中进一步提取每个待测距离环的幅值最大的宽波束一阶谱附近的宽波束外侧二阶谱，计算每个待测距离环的幅值最大的宽波束一阶谱附近的宽波束外侧二阶谱与每个待测距离环的幅值最大的宽波束一阶谱能量之比；

步骤3：对于给定的多普勒角频率、雷达波矢量，采用牛顿迭代法求解等频线方程得到海流情况下与雷达波矢量发生二阶散射的两列海浪波矢量幅值；

步骤4：获取小孔径高频雷达的雷达波束与参考方向的多个夹角、小孔径高频雷达的角度分辨率，在小孔径高频雷达的雷达波束与参考方向的多个夹角中筛选出小孔径高频雷达的雷达波束与参考方向最大夹角，进一步结合海流情况下与雷达波矢量发生二阶散射的两列海浪波矢量幅值计算反演系数向量；

步骤5：对于幅值最大的宽波束一阶谱附近的宽波束外侧二阶谱对应的多普勒角频率区间内每个给定的多普勒角频率，重复计算所述的步骤3、步骤4得到每一个多普勒角频率对应的反演系数向量，合并每一个多普勒角频率对应的反演系数向量得到最终的反演系数矩阵；

步骤6：通过奇异值分解求出反演系数矩阵的伪逆，从每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱数据中反演得到每个待测距离环的无向海浪谱；

步骤7：对每个待测距离环的无向海浪谱关于波数进行积分得到该待测距离环上的有效浪高。

2.根据权利要求1所述的利用小孔径高频雷达海洋回波反演浪高的方法，其特征在于，步骤1所述宽波束雷达回波的距离多普勒谱为：

σ(ω,d)

其中，ω为多普勒角频率，d为探测海洋区域距雷达的距离；

步骤1所述每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱为：

σ(ω,d_i),i∈[1,N]

其中，σ(ω,d_i)为第i个待测距离环的宽波束回波多普勒谱，ω为多普勒角频率，d_i为第i个待测距离环的距离值，N表示待测距离环的数量；

步骤1所述从宽波束雷达回波的距离多普勒谱中提取出每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱，具体如下：

根据小孔径高频雷达系统的距离分辨率等距离划分探测海洋区域，形成多个待测距离环；

根据待测距离环表示的距离数值从宽波束雷达回波的距离多普勒谱中提取出每个待测距离环的宽波束回波多普勒谱。