海洋波谱仪海浪探测机理及仿真研究

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1、分类号学号M201171665学校代码10487密级硕士学位论文海洋波谱仪海浪探测机理及仿真研究学位申请人：黄萍学科专业：电磁场与微波技术指导教师：陈萍副教授答辩日期：2014年2月21日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringThestudyondetectionmechanismandsimulationofoceanwaveforOceanWaveSpectromet

2、erCandidate:HuangPingMajor:ElectromagneticandMicrowaveTechnologySupervisor:Ass.Prof.ChenPingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaFebruary，2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果

3、。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在_____年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”

4、）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要海洋波谱议是一种专门用来测量海浪方向谱的微波传感器。它工作在小入射角下，通过天线360度扫描，可以用于对海面进行大面积、长时间观测，从而获取海浪方向谱、风速和波高等海面参数信息。本文对小入射角下的海面微波散射理论模型进行分析，研究了海洋波谱议海浪探测的机理，并对星载海洋波谱仪遥感探测海浪谱进行仿真研究，为利用实测数据反演海浪谱及海浪参数做准备。本文首先介绍了海浪谱与海浪研究的关系，强调了海浪谱探测的重要性。然后针对海洋

5、波谱议工作在小入射角的特点，探讨了小入射角的海浪微波散射模型，准镜面散射、双尺度以及三尺度模型。准镜面散射模型在大入射角时失效，双尺度和三尺度模型能在整个入射角范围内描述海面散射，相比这几种模型来说三尺度的结果更接近于实测值。另外，准镜面散射模型的后向散射系数与海面斜率的概率密度成正比，考虑了海面斜率高阶统计特性的非高斯型斜率概率密度分布，能更准确地刻画实际海面，使散射计算更精确。随后本文分析了现有的波谱议海浪探测原理，其要点是准镜面散射以及长波的倾斜调制。最后本文搭建了海洋波谱仪海浪谱探测仿真平台，利用该仿真

6、平台，仿真分析不同海况下的海浪谱反演的性能。仿真结果表明，对于成熟的海浪，波谱仪可反演风速大于10m/s时的海浪谱，而对于未成熟的风浪和涌浪可以探测较小风速下的海浪。波谱议探测效果还和有效波高有关，有效波高越大，反演效果越好。关键字：海洋波谱议小入射角海浪方向谱斜率概率密度I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractTheoceanwavespectrometerisamicrowaveremotesensordesignedtomeasurethedirectionalspectraofwaves.Wo

7、rkingatlow-incidence,thisinstrumentcanprovidegloballongtimeobservationofseabyscanningover360°inazimuth.Thus,thesesurfaceparameterinformation,suchasthewavedirectionalspectrum,thesignificantwaveheightandwindspeed,canbeobtained.Thisthesisfocusesonthemicrowavesc

8、atteringtheorymodelinthenear-nadir,themechanismofthespectrometer,andthesimulationoftheSpace-bornespectrometer.Firstly,therelationshipbetweenthewavesandwavespectrumrevealstheimportanceofthewavesp