星载合成孔径雷达遥感海洋风场波浪场

星载合成孔径雷达(SAR)能够全天时、全天候、高空间分辨率、宽刈幅观测海洋表面，是获取海面风场和波浪场信息的重要微波传感器。该文综述了多极化SAR海面风场遥感原理、地球物理模式函数，以及潜在应用(海气边界层现象、海上风能资源开发、台风监测与预警预报)，系统总结了传统星载SAR、新型干涉和极化SAR海浪遥感方法和技术。随着雷达卫星编队飞行技术的逐步成熟，未来海洋卫星组网将成为全球海洋和极地观测新趋势，合成孔径雷达海面风场和波浪场定量遥感将从科学研究向业务化海洋动力环境监测发展。      

海洋参数星上快速处理方法及典型应用研究

海洋相关参数的遥感反演对灾害预警等有重要作用。随着硬件的发展,星上实时处理成为可能。海洋参数中,海面风场和浪场占据了重要地位。本文的研究,首先对星上处理进行说明,并叙述星上环境的仿真方法。然后针对台风海面风场和海面浪场,使用散射计、辐射计联合观测以及高度计的观测,进行星上快速处理的实现方法研究。对选取的方法,使用卫星遥感数据,在星上仿真环境下实现运行。结果表明,研究中使用的方法能有效实现星上处理。在"通导遥"一体化趋势下,该方法的应用将有效辅助自动的实时决策,实现灾害预警。下一步研究将实现更多参数的星上平台仿真。     

红外仿真中的海面辐射模型

作为海面目标的主要背景,海面的红外辐射特性对于舰船红外仿真研究具有重大意义。建立了三种海面辐射计算模型：漫射灰体、平静海面和波浪海面,并针对红外仿真中舰船辐射场和海面背景红外热像模拟两方面的计算要求比较分析了三种模型的计算结果。结果表明,对于舰船辐射场计算而言,使用经验模型已经具有足够的精度;而在模拟海面背景红外热像时,波浪的影响不可忽视,必须采用波浪海面模型模拟海面辐射亮度。     

机载全极化微波辐射计系统设计及海面亮温的提取方法

机载全极化微波辐射计（Airborne full Polarization Microwave Radiometer,APMR）是国家重大科技基础设施航空遥感系统的主要载荷之一，用于获取来自地球表面和大气的微波辐射电场的极化信息，从而反演地球表面和大气的物理参数. APMR是一个5频点的被动微波遥感器，中心频点分别为10.7 GHz,18.7 GHz,23.8 GHz,37.0 GHz和90 GHz.其中，23.8 GHz和90 GHz采用水平和垂直极化接收方式；10.7 GHz,18.7 GHz和37.0 GHz采用全极化接收方式，同时接收观测场景辐射的4个Stokes参数亮温.该文在介绍我国第一台机载全极化微波辐射计APMR系统主要技术特点和基本性能指标的基础上，提出了由辐射计输出参数进行全极化定标、再进行海面亮温提取的二级数据处理方法，从而得到海面亮温的4个Stokes参数信息，其可用于海面风向、风速等参数的反演. APMR于2020年6月在东营进行了海上的搭载飞行试验，从实验结果中提取到的海面亮温与预期情况一致，这使仪器的工作性能以及海面亮温的提取方法得到验证，为未来机载平台获...     

多功能雷达将大显身手

多功能相控阵雷达已脱颖而出成为新一代主要海面战斗的主选传感器。     

基于偏振检测技术的海面太阳耀光抑制方法

为了更好地抑制太阳耀光对海面目标探测的影响,基于偏振检测技术并结合背景水体、太阳耀光与典型海洋目标三者之间的偏振特性差异提出了一种海面太阳耀光抑制方法.分析了观测天顶角、太阳天顶角对太阳耀光背景下海面目标偏振度以及海面目标与太阳耀光背景对比度的影响,结果表明,在晴朗天气下对海面目标进行探测时,背景辐射主要受太阳辐射从海面直接反射产生的辐亮度影响.可见光波长550 nm与670 nm对太阳耀光的抑制效果无明显差异,均在53°观测天顶角附近、50°～60°太阳天顶角方向以及太阳天顶角和观测天顶角之和为106°左右时对太阳耀光的抑制效果较好.该研究对于提升海面目标与太阳耀光背景图像的对比度以及海面太阳耀光背景下的目标检测效果具有重要意义.     

三维海面可视化仿真技术研究与实现

文章以三维海面仿真的基本流程为起点,深入研究了三维海面可视化仿真所需的海面网格建模技术、海面高度场建模和海面光学处理技术,分析了不同技术模型的优缺点,并在保证仿真效率和较好真实感的前提下,选用合理模型算法实现了三维海面可视化仿真实例。     

红外仿真中的海面发射率模型

海面作为舰船的主要背景,其红外辐射特性对于舰船红外仿真研究具有重大意义。介绍了三种海面发射率的计算模型：灰体模型、经验模型和理论模型,并针对红外仿真中舰船辐射场和海面背景红外热像模拟两方面的计算要求,分析比较了它们的计算结果。结果显示,对于舰船辐射场计算而言,使用经验模型已经具有足够的精度;而在模拟海面背景红外热像时,在天顶角较大的情况下必须使用理论模型。     

SAR反演邻近岸海面风场方法

该文对SAR反演邻近岸海面风场的有关问题进行了深入研究。首先提出了邻近岸海面风向估计方法,在最小距离准则下利用邻近海域的风向估计所需的邻近岸海面风向。然后给出了使用ENVISAT/ASAR的IM成像模式PRI数据反演邻近岸海面风速的方法,比较了地球物理模型函数(Geophysical Model Function, GMF)模型性能,提出了海面风速分段反演算法。它们组成了完整的SAR反演邻近岸海面风场方法。通过实验、比较,验证了上述方法的有效性和合理性。     

海面激光散射特性理论分析及测量方法研究

从几何光学与物理光学两个方面对激光光束海面散射特性进行了理论分析,推导出了散射光束方向和能量与入射光束入射角、海面起伏统计斜率及入射光束和观测设备夹角之间的关系,并根据所得结论论述了海面激光散射特性测量设备和测量方法．     

海面流场的三种雷达体制成像仿真

监测海面流场是微波遥感重要应用之一,它对民用和军用领域都有非常重要的意义。微波传感器主要包括早期的真实孔径雷达、高分辨率合成孔径雷达和新兴的双站合成孔径雷达。文中提出一种对海面弱流场和波浪进行真实孔径雷达/合成孔径雷达/双站合成孔径雷达成像的仿真方法。该方法根据给定的海面流场数据、海况条件和雷达参数,考虑倾斜、流体动力和速度聚束调制作用,并利用海面微波散射模型和雷达回波信号模型生成雷达仿真图像,得到的雷达图像可为后续的海洋目标检测等算法提供仿真数据源。     

SAR的海洋遥感探测技术综述

从研究SAR的海洋遥感探测重要性和基本特点出发,概述了SAR系统的海洋遥感探测技术所涉及的主要研究内容,针对海洋环境要素分布的随机性和时变性,研究了海面微波散射特性和SAR的海面成像机理,给出了研究结果;分析了SAR系统主要特点,提出研究包括系统的宽测绘带特性和雷达的弱信号获取、海面精确成像算法和时空相关性等方面;同时探讨了海洋目标检测的技术途径,以满足SAR系统海洋观测应用的需要.     

基于高频地波雷达的海水电导率反演

温度、压力和电导率是表征海水性能最主要的三个物理量,研究海水电导率的分布与变化,有助于人们深入研究海水电磁特性及化学组成. 文中建立了一种基于高频地波雷达的海水电导率反演机制,利用高频电磁波的海面衰减特性,通过分析高频地波雷达在海面不同雷达观测元间的附加衰减数据,结合区域验证过的电波衰减方程,建立海面电导率和地波Norton衰减因子之间的单调对应关系模型,进而获得沿岸海洋表面电导率的分布信息. 实验结果表明：利用高频地波雷达遥感海面电导率具有可行性.     

海面电磁散射回波的分形特性

本文引入时变分形Weistrass—Mandelbrot函数描述海面的局部动态特征，采用Kirchhoff解近似分析电磁散射场的时域分形特性，导出了海面电磁散射系数的分形模型。理论分析和试验结果表明，海面的散射回波信号保留了海面的一些分形特征，散射系数属于分形函数，其盒维数与海面的分形维数近似相等。     

高频天/地波雷达海面风向、洋流反演试验研究

高频天/地波雷达是近年来提出的一种新的雷达探测体制, 其海杂波包含丰富的海态信息.为研究该体制雷达在海态探测中的应用, 在海面风向、洋流反演方法研究基础上, 利用高频天/地波探测试验系统开展海态反演试验研究,依据接收到的海杂波信息, 获得海面风向和径向洋流信息, 并与海上实测资料进行对比.对比试验结果表明两者具有较好的一致性,高频天/地波雷达用于海洋状态观测具有一定的可行性.     

甚高分辨率辐射计

引言高分辨率辐射计是现今用于环境地球资源观测卫星中的主要传感器。它能提供昼夜云层复盖图象、表面温度、陆地及海洋特征的地球物理观测、农作物、生态学以及许多其它资源研究方面的应用。尽管电机扫描器有时仍使用古代的扫描技术,但它已经在很大程度上代替了环境卫星中的电子束扫描电视摄象机,主要因为它们能制出从紫外到波长长于20微米波段内的     

基于抛物方程的海上电波传播研究

抛物方程已经被广泛地应用于电波传播预测模型,并成为解决电磁波传播问题的主要工具。针对目前大多数预测模型处理粗糙海面的不足,引进了一种能包含海面阴影效应的粗糙度修正因子,并由于电波在海面上传播主要受到蒸发波导和粗糙海面的影响,结合抛物方程和蒸发波导理论对海面上的电波传播进行了研究,利用PE模型计算了电波在蒸发波导中不同条件下的传播损耗,并分析了蒸发波导和粗糙海面对电波传播的影响。     

对海面弱流场最佳观测的雷达遥感体制研究

对海面弱流场进行监测是海洋微波遥感的重要应用之一,在海洋内波、浅海地形、水下运动目标监测等民用和军事领域都具有十分重要的意义。该文定义了海面弱流场和风生海杂波之间的信杂比;以信杂比作为衡量标准,在风速统计平均意义上,研究了我国南海海域内实孔径雷达(RAR)/SAR/平飞斜视机载双站SAR对海面弱流场的最佳观测参数。3种雷达体制的信杂比对比分析表明,RAR信杂比最强,最有利于探测海面弱流场。     

一维综合孔径微波辐射计海温反演精度研究

星载一维综合孔径微波辐射计(1D-ASMR)利用天线阵代替传统辐射计的大天线,具有高空间分辨率和多入射角观测特点,是未来海温遥感的重要载荷.为评估1D-ASMR亮温测量误差EMb对海温反演精度的影响以及为卫星系统的设计提供依据,文中构建了1D-ASMR亮温仿真模型,采用多元线性回归算法(Multiple Linear ...     

漫射海面的方向发射率研究

文章在考虑海面遮挡效应的情况下,利用Cox-Munk海面模型计算了海面的方向发射率。同时比较分析了海面灰体假设的可行性以及已被广泛应用的经验公式的准确度。