X波段宽带相参雷达海面回波信息反演技术研究

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1、硕士学位论文X波段宽带相参雷达海面回波信息反演技术研究RESEARCHONWAVEINFORMATIONINVERSIONOFBACSCATTERINWIDE-BANDCOHERENTX-BANDRADAR邹赛哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TN959.71学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文X波段宽带相参雷达海面回波信息反演技术研究硕士研究生：邹赛导师：谢俊好教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:T

2、N959.71U.D.C:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONWAVEINFORMATIONINVERSIONOFBACSCATTERINWIDE-BANDCOHERENTX-BANDRADARCandidate：ZouSaiSupervisor：Prof.XieJunhaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：S

3、choolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着人类的不断进步与发展，人的活动范围从陆地延伸到海洋。世界上许多国家对海洋内丰富的资源的进行不断的开发与利用，为本国创造了巨大的财富。海洋监测系统由于能够为各国在海洋上的各项活动提供重要的支持而受到广泛的研究。与其他海洋监测手段相比，X波段雷达海浪参数测量系统具有灵活、高效以及费用低的特

4、点。本文研究了传统非相参雷达下的海浪参数提取所用的谱分析方法。采用随机海浪的生成方法并结合海面对雷达图像的调制机理，通过采用计算机仿真的方式，我们成功得到特定海浪参数下的雷达海面图像序列。在仿真图像序列的基础上采用传统算法对原图像进行处理，得到了反演的海浪谱，得到了与仿真输入的海浪谱相一致的结果。传统的谱分析方法并没有用到雷达测量的速度信息。本文通过仿真得到海浪轨道速度道与海浪谱的参数的关系。结合国外的关于海浪多普勒信息的相关研究内容和从网上获取的IPIX雷达实测数据，验证了多普勒速度信息、海浪周期这两个参数与海浪有效波高存在很强的相关性，通过轨道速度得到海浪的波

5、高。基于信噪比的波高测量方法需要依据浮标数据进行校正，本文对长期从事X波段雷达海浪信息反演研究的Gangeskar教授2014年提出的利用阴影调制原理,无需校正，直接计算海浪有效波高算法做了分析与验证。上述方法中雷达图像二值化的所用的阈值对波高反演的的果影响最大，通过IPIX雷达实测数据的分析处理，我们提出了该阈值确定的依据和方法。最后为了使海浪检测系统能够在船载平台上有效，对船载平台海浪信息反演做了初步的研究，介绍了船的平动的补偿方法。另外分析了船上下起伏对雷达海面图像的影响，通过仿真，我们得到船载平台的上下起伏会影响海浪谱的信噪比，从而增加海浪有效波高测量误差

6、的重要结论。关键词：X波段雷达；海浪参数；多普勒速度；有效波高；阴影调制；船载；信噪比-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThescopeofhumanactivitieshasextendedfromthelandtotheoceanaspeoplecontinuedprogressanddevelopment.Manycountriesintheworldhavebeenexploitingandutilizingtherichmarineresourcesandhavecreatedenormouswealth.Oceanmonitoring

7、systemwhichcanprovideimportantsupporttotheactivitiesofStatesontheoceanhasbeenwidelystudied.Comparedwithotheroceanmonitoringtools,X-bandradarsystemforhydrologicalparametermeasuringischaracterizedbyflexible,efficientandlowcost.Thispaperstudiesthetraditionalspectralanalysisextractionmeth

8、odfor