星载SAR海洋场景仿真与反演方法综述

《星载SAR海洋场景仿真与反演方法综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、V01．20No．150航天器T程SPACECRAFTENGINEERING第20卷第1期2011年1月星载SAR海洋场景仿真与反演方法综述史伟哲(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要研究SAR海洋目标仿真与反演方法，可提高海洋SAR卫星系统的总体设计能力和海洋图像的应用水平。文章根据星载SAR海洋场景成像机理，对风、浪、内波、锋面等海洋现象的成像模型与反演算法进行了总结，并综述了算法理论现状，分析了sAR海洋场景仿真与反演的研究难点及未来发展趋势，可为我国海洋SAR卫星的总体设计提供参考。关键词星栽SAR；仿真；反演；海洋物理现象；综

2、述中图分类号：V4；TN9文献标志码：A文章编号：1673-8748(2011)01-0050-07AReviewofSpaceborneSARSimulationandRetrievalforOceanSceneSHIWeizhe(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：StudyonspaceborneSARsimulationandretrievalforoceanscenewillimprovethede—signabilityof

3、satellitescarryingSARforoceanobservationandtheapplicationofSARimagesforocean．ThispaperdiscussesthemechanismofoceansceneimagingofspaceborneSAR，andre—viewstheimagingmodelsandretrievalalgorithmsofvariousoceanographicalphenomenasuchaswind，wave，internalwavesandfront．Anoverviewofalg

4、orithmtheorystudyispresented，anddifficultiesandtrendsofSARsimulationandretrievalforoceansceneareanalyzed．ThispaperprovidesareferencefordesigningSARsatellitesforoceanobservation．Keywords：spaceborneSAR；simulation；retrieval；oceanphysics；review1引言星载合成孔径雷达(SAR)是一种装载在卫星上的主动式微波探测器。它沿

5、运行轨道观测，可以全天时、全天候获得大范围、高分辨率的海洋图像。由于SAR影像具有高分辨率和宽刈幅，可以同时直观观测海洋中百米量级的小尺度的现象和百千米量级的中尺度现象。作为一种先进的遥感手段，星载SAR的出现，为一些受制于传统观测手段的海洋目标研究，如：海洋表面风场、海浪方向谱、内波、锋面等，提供了更为丰富的观测信息。经典的海面微波散射理论是Bragg共振理论。Wrightrl]认为海面普遍存在的微尺度波与电磁波发生Bragg共振，是侧视微波遥感器产生回波信号的主要原因。衡量电磁波回波信号强弱的物理量是后向散射截面，定义为由于散射所返回的电磁波的

6、能量密度与人射电磁波的能量密度的比值。Valenzu—elaE21在对电磁波散射理论的回顾中指出，后向散射截面的大小正比于海面短波谱在Bragg波数处的值。普遍认为的海洋现象如内波、海浪在SAR上成像的机制，是这些波动现象在传播过程中会对海表面微尺度波进行调制．从而改变电磁波对海面的后向散射截面，使图像灰度值发生变化，在SAR图像收稿日期：2010-09—07；修回日期：2010—12—09作者简介：吏伟哲(1970一)，男。高级工程师，研究室主任．主要从事卫星系统研发论证工作．第1期史伟哲：星载SAR海洋场景仿真与反演方法综述51中以周期性明暗相

7、间的条纹显示出来。在过去的几十年中，基于Bragg共振理论，对SAR影像的海洋目标仿真与反演做了大量的T作，提出了风场、海浪谱、内波和锋面的一些仿真反演模式。研究SAR海洋目标仿真与反演方法。不仅可以提高sAR图像的海洋应用水平，而且对海洋SAR卫星系统的总体设计也具有重要意义。SAR海洋目标仿真是海洋SAR卫星系统总体仿真设计，特别是SAR卫星回波模拟必不可少的组成部分，SAR海洋目标仿真的性能直接影响了SAR卫星系统总体参数设计的准确性。SAR海洋目标反演的结果对SAR卫星系统性能的评价具有重要影响，并为卫星系统总体参数的优化提供支持和约束。本

8、文分析了星载SAR海洋场景仿真与反演方法，可为我国星载SAR系统总体设计提供参考。2SAR风场反演2．1SAR图像风场反演