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1、测量与检测技术《电气自动化)2010年第32卷第4期Measurement&DetectingTechnics海洋内波参数的自动化检测方法六海军航空工程学院电子信息工程系(烟台264001)李廷军摘要:应用星载或机载合成孔径雷达(SAR)可以实现海洋内波参数的研究问题,已广为人知,然而依靠计算机实现从SAR数据中提取内波参数的自动化方法,却是一个一直未从完全解决的实际问题。从实用的角度出发建立了SAR海洋内波传播方向的自动化检测算法,该方法在多种SAR内波数据中进行了检验,证明了这种方法的有效性和实用性。关键词:SAR海洋内波传播方向
2、功率谱数据分割【中图分类号]TN931.7;TP391【文献标识码】A【文章编号】1000—3886(2010)04—0075—03TheAutomaticDetectionMethodoflnternaIWavesParameters(DepartmentofElectronicInformationEngineering,NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,YantaiShandong264001,China)IJitiunAbstract:Weallknownthatusing
3、space-borneorairborneSARcanimplementtheparametersofinternalwave,buttheautomaticmethodtoab—stractinternalwaveparametersfromSARdatadependoncomputerisapracticalquestionwithoutsettled.Basedonpracticalapplica—tion,thispaperestablishedautomaticdetectionmethodofinternalwaves,t
4、hroughthismethodwecangetthewave’Stransmissiondi—rection.ThismethodhadbeencheckedthroughmultipleSARdataofinternalwaveandalsohadbeenapprovedvalidityandutility.Keywords:SARinternalwavetransmissiondirectionpowerspectrumdatasplit0引言变化正比于表面流速梯度(一Ou/gx)这一结论。[3,4,51应用合成孔径雷达(SAR
5、)可以进行海洋内波的观测已众所周2内波传播方向分析知“,。SAR及其数据具有如下特点:SAR数据的地面分辨率高,因此海洋内波广泛存在于海洋陆架坡及大洋中,由于海洋分层的数据量也非常大;能全天候工作;并能有效的识别伪装和穿透掩盖特点及潮流等扰动源的作用,可以产生向岸或离岸传播的内孤立物。一幅100★100km、点分辨率为10m、每个数据的数据类型为双字波或内孤立波波列;这些孤立波波列在传播过程中由于非线性作节的SAR数据,数据量约为2GB,因此SAR成像质量也非常好。用,形成前导波(又称为波振面),其传播速度最快,在所有的波列海洋内波是
6、~种重要的海水运动,对海洋动量以及海洋能量之前,振幅最大,水平尺度也最大,如图1所示:的传输具有重要的影响;内波导致等密度面的波动,使声速的大小和方向均发生改变,对声呐的影响极大,有利于潜艇在水下的隐蔽;对海上设施也具有很强的破坏作用。因此,应用SAR海洋数据已展开了包括海洋内波在内的若干海洋问题的研究与应用。本文应用VC++6.0完全实现了内波传播方向参数的自动化检测,并给出了实例计算。1内波的SAR成像原理SAR传感器可以检测到海面内波的存在主要是由于海面粗糙度的变化引起的,而这种表面粗糙度的变化又是由于表面流场的变化引起。在内波
7、海域,由于波流作用,内波调制了表面小尺度波,使内波波列间存在表面流场的辐聚与辐散,表现在SAR图象中,就是常见的明暗相间的条纹。根据一阶海面雷达成像理论,图1传播中的内孤立波波列((C)El)与内波相联系的归一化雷达散射截面的相对变化为Atr/;与表这些特点为我们定性地得出内波的传播方向提供了依据。但面流速梯度存在关系:=一A,其中A可以表示为一个与雷u0u‘是为了对内波的传播方向定量并自动检测计算,仅仅依据以上特达入射角、雷达波度和面海风速等参数有关的其值为正的函数。征进行判断是不够的。SAR图像谱理论及内波海面雷达成像理论对于线性
8、SAR系统而言,△tr/or0等于图像强度或者灰度级为我们进行波向等参数的自动检测计算提供了依据。的相对变化,/,0。由此我们可以得到图像强度或者灰度级的相对对图l中的内波SAR图像进行SAR谱计算可以得到具有明显方向特
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