[发明专利]一种宽刈幅海面风场反演方法、装置、设备和介质

说明书

本发明实施例提供了一种宽刈幅海面风场反演方法、装置、设备和介质，所述方法包括：获取DDM观测值和每个DDM观测值对应的观测参数；设置海面观测区域的初始化风场；根据所述初始化风场和所述DDM观测值对应的观测参数，计算所述DDM观测值对应的DDM模型值；利用所述DDM观测值和所述DDM模型值进行联合反演，得到最终反演风场。本发明实施例中，利用全部的DDM观测值进行反演，在保证空间分辨率的情况下反演的得到观测刈幅内的网格化风场，相比于现有技术仅能反演镜像点处风速，本实施例的宽刈幅海面风场反演更能发挥GNSS‑R技术的潜能，同时得到海面风向信息和风速信息，解析海面风场结构，有利于监控台风等极端天气。

技术领域

本发明涉及GNSS反射信号遥感技术领域，特别涉及一种宽刈幅海面风场反演方法、装置、设备和介质。

背景技术

全球导航卫星反射信号遥感(GNSS Reflectometry，GNSS-R)是一种利用地球表面反射的全球导航卫星信号的新型遥感技术。GNSS-R技术使用导航卫星的L波段信号(～1.5GHz)，不受强降雨影响，测量风速范围大，可观测台风中心区域高风速。同时GNSS-R技术无需主动发射信号，具有信号源充足、功耗小、成本低的特点，便于形成星座组网观测，可提供高时间分辨率的观测数据。

GNSS-R观测的L1时延多普勒图(DDM)是一种在时延和多普勒方向的二维相干功率波形，每一个时延和多普勒频率对应一个DDM功率观测值。然而受限于空间分辨率的要求，目前的星载GNSS-R风速反演算法仅能利用原始DDM观测值的中很小的一部分建立观测量来反演镜像点处的风速，丢失了大量的信息，且仅能反演风速，无风向信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种宽刈幅海面风场反演方法、装置、设备和介质，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

本发明实施例的第一方面，公开了一种宽刈幅海面风场反演方法，所述方法包括：

获取DDM观测值和每个DDM观测值对应的观测参数；

设置海面观测区域的初始化风场；

根据所述初始化风场和所述DDM观测值对应的观测参数，计算所述DDM观测值对应的DDM模型值；

利用所述DDM观测值和所述DDM模型值进行联合反演，得到最终反演风场。

可选地，所述利用所述DDM观测值和所述DDM模型值进行联合反演，得到最终反演风场，包括：

设置反演初始化参数；

计算所述DDM模型值对应的线性化矩阵；

利用所述DDM观测值、所述DDM模型值、以及所述DDM模型值对应的线性化矩阵进行联合反演，得到最终反演风场。

可选地，所述利用所述DDM观测值和所述DDM模型值进行联合反演，得到最终反演风场，包括：

根据第k-1次的反演风场和第k个DDM观测值对应的观测参数，计算第k个DDM观测值对应的第k个DDM模型值，其中，第1次的反演风场为所述初始化风场；

利用所述第k个DDM观测值和所述第k个DDM模型值进行第k次联合反演，得到第k次的反演风场；

满足反演结束条件，输出最后一次的反演风场为最终反演风场。

可选地，所述方法还包括：

基于同一个海面观测区域的多个连续的DDM观测值和每个DDM观测值的观测参数进行多次联合反演，得到该海面观测区域的最终反演风场；

获取下一个海面观测区域的多个连续的DDM观测值和每个DDM观测值的观测参数进行多次联合反演，得到下一个海面观测区域的最终反演风场；