主动式海洋微波遥感探测原理和应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com夕勿，琅，第12卷第3期黄渤海海洋Vo112NO．31994年JOURNALOFOCEANOGRAPHYOFHUANGHAI8LIK)HA!SEAS1994．I，}7盘主动式海洋微波遥感探测原理和应用．里挝垫(国家海洋局第一海洋研究所，青岛．266003)摘要。本文阐述了海洋微波遥感的几种主动式探测仪器：雷达高度计、表面等高线雷达、散射计、雷达海洋波谱计和合成孔径雷达的简单工作原理，并对它们在海洋学研究中的应用的优劣点进行了分析．应该明确的是微波遥感对海洋学研究是至关重要的，它可以实现别的方法所不能实现的测量。它的

2、结果更多地应用在海洋动力学的各1、研究和应用方面。关键词r主动式微波遥感探爰I原理应用目标1引言把微波用于遥感是一个十分新的课题，它仅仅在60年代初才开始付诸应用。应用微波遥感海洋的重要理由可能是；它们穿透云层和某种程度上穿透雨区的能力，以及它胶不依赖于太阳作为照射源的特点。海面遥感的各种技术为大范围的、瞬时测量海面波的空间特征和海面及海面附近的海洋性质的空间分布提供了新方法。随着各种遥感技术的发展，海洋学家和海洋气象学家不仅能用新的眼光去解决以前未曾解决的问题，而且还全发现大量还未完全了解的与海流和涡旋结构、波流相互作用、海气相互作用等有关的新现象。不用现场仪

3、器就可测量海而性质的遥感技术，能迅速测量海面温度分布、海冰特征以及海面波场和海面风场的分布，这些对大陆和局地气候的预报有非常重要的意义。电磁波信号的产生、接收和分析的技术已经非常完善，但所涉及的原理却相对来说非常简单。与此相反，对代表着海洋结构和海面特征的信号的解释却落后很多，几乎可以说还处于初级阶段，特别是工作在短雷达波长(一个或几个厘米)的散射计，我们还不能确定海面什么样的精确特征被测量。虽然如此，但建立返回信号强度与海面风场的关系已取得了一定进展。合成孔径雷达可产生很好的海面图像，但是对成像过程和图像解译还存在争论。雷达高度计主要用来测量海面高度，由此可以

4、研究大洋环流和随时间变化的海流。根据返回来的信号的形状和幅度资料也可用来推测海面有效波高和风速。遥感技术的一个固有困难就是校正，即与“地面真相”比较。除了仅包括几何的纯光学方法，校正涉及一个由覆盖范围达数十或数百平方公里的地区的返回信号与一个由单个或几个点或覆盖面积小于遥感分辨尺度的现场测量的比较，这个比较是在一段时间内完本文于1994年1月20日收列，修改搞于1994年5月27日收到．维普资讯http://www.cqvip.com3期黄渤海海洋成的，这段时间包括也可能不包括遥感测量进行的时刻或一段时间。这两种测量的比较是基于均匀和正常的假设，它可能是正确的，

5、也可能是不正确的。结果，真正的遥感滟『量校正经常没有实现。不过，我们可以仔细分析产生返返回信号的过程，检验内部的一致性和两种测量的粗略性质或积分性质的比较。尽管如此，遥感可以产生别的方法不能实现的测量，它的结果将更多地应用在海洋动力学的各个研究和应用方面。2主动式微波遥感2．1高度计最简单的一种主动式微波遥感装置是高度计，它可测量海面到飞行平台的距离通过发射和接收电磁波脉冲，平台到海面的高度由返回信号所用时间确定。测量平台与地面之间的距离，只是获得海洋学有用信息的第一步，海洋上应用的是要获得相对于大地水准面的海面高度。大地水准面是一个等势面，它也是平均海面上的等

6、势面。因此，大地水准面上、下的洋面高度即为包含海洋信息的一个参数。为了r解相对于大地水准面的海面高度，必须了解相对于椭圆面的大地水准面的形状，其准确度应与卫星高度滟『量法达到的准确度相同0。由于实际测量的距离仅与从海面到卫星轨道的高度有关，所以必须测量相对于基准椭圆面的卫星轨道，其测量准确度与待测高度的测量准确度相同。整个过程是大地测量的一种复杂的作业，因为各种计算都是相关的，例如：由于卫星对重力空间变化都还不知道。总之，在大地水准面得到详细测量之前，海洋动力学家必须从不受未知大地水准面变化歪曲的高度计资料中寻找提取海洋字有用的信息的方法[】。但我们需要谨慎，以

7、避免依靠别人提供绝对基准面而提出依据不充分的设想，否则，所认为的绝对测量只不过变成纯属任意的、多变的仔细检查高度计除了可控滟『海洋表面动力学等特征外，还可以测量海面风速和有效波高。2．2表面等高线雷达表面等高线雷达(SCR)的工作原理与高度计相似，不同的是高度计垂直向下发射脉冲，而表面等高线雷达不停地发射向下的横向(与飞行方向垂直)扫描脉i巾束，这样沿扫描带的表面高度值就得到了[‘由于平台飞行高度越高，扫描带的宽度越大，分辨力越低，所以表面等线雷达不适用于卫星探测。当雷达波束入射到海面的入射角是正入射或接近正入射时，反射通常是镜面反射，但是当入射角大天15。或2

8、o。时，则是漫反射；雷达