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中法海洋卫星散射计近海岸海面风场反演研究 总被引：1，自引：0，他引：1
中法海洋卫星散射计(CSCAT)使用扇形波束旋转扫描体制,能够以多角度测量同一海面的雷达后向散射系数,并具有空间分辨率较高的特点。这为近海岸海面风场反演提供了新的机遇。本文介绍了CSCAT近海岸海面风场处理的主要流程和关键技术。特别地,在风场反演之前,利用一种矩形窗算术平均的方法将L1B级的高分辨率条带数据组合平均到相应的风矢量单元中,从而实现近海岸风场反演的快速预处理。通过对比CSCAT、欧洲先进散射计(ASCAT)以及美国QuikSCAT的近海岸风场,发现CSCAT风场的质量在离岸40 km以外区域具有良好的一致性,而在离岸40 km以内显著恶化。分析表明,CSCAT近海岸区域风场统计特征恶化的原因可能是由潜在的海冰污染引起的。总体而言,CSCAT的近海岸风场与模式背景风场和浮标风场都具有良好的一致性。 相似文献
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通过地球物理模型建立后向散射系数与海面风矢量的关系,可将散射计从不同方位角测得的风矢量单元后向散射系数反演得到风矢量,因此地球物理模型在风速反演中起着至关重要的作用。使用神经网络方法,利用C波段经验模型CMOD4和Ku波段经验模型QSCAT—1仿真数据建立了形式统一的C波段和Ku波段地球物理模型。新模型将电磁波频率作为模型的参数之一,使新模型不再局限于特定的传感器,并使C波段与Ku波段具有统一的形式。分析表明,由新模型建立的后向散射系数与海面风矢量的关系同经验模型具有很好的可比性。利用新模型反演的风速与CMOD4和QSCAT—1模型反演的风速具有很好的一致性,说明新模型在具有统一简洁形式的同时也兼有与经验统计模型相同的有效性。 相似文献
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本文提出了一种可业务化运行的海洋二号卫星散射计面元匹配方法，该算法主要用于将按时序排列的后向散射系数及相关参数投影到相应风矢量单元。面元匹配方法主要包括地面网格划分和后向散射系数观测结果重采样两个关键步骤。为简化计算，本文采用了以星下点轨迹为中心，以顺轨向及交轨向为坐标轴的地面网格划分方式。在重采样过程中，本文提出了一种“三点标定”重采样方法，利用观测脉冲的地面足印中心，星下点轨迹的起点，以及过地面足印中心做星下点轨迹垂线的交点，三点形成的直角三角形来计算每个后向散射系数观测结果在地面网格中对应的坐标。该直角三角形的两直角边分别对应观测脉冲在顺轨向和交轨向的坐标。同时，为减少由于星下点数据空间分布不连续引起的面元匹配误差，在采用三点标定法进行重采样之前，首先对星下点时空分布不连续的区域对时间插值，然后以时间为坐标，对星下点经度、纬度分别进行内插。对风矢量面元位置分布和风矢量反演精度等分析表明，本文提出的面元匹配算法，可在满足高质量海面风场反演的要求。 相似文献
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合成孔径雷达反演黄海海面风场 总被引：1，自引：0，他引：1
基于后向散射系数反演高空间分辨率海面风场,采用谱方法确定风向,并利用CMOD4模式函数反演风速。以ERS-2 SAR黄海区域图像为例,反演海面风场,并将反演结果同QuikSCAT散射计对比,比较吻合,证明该方法在黄海区域的可行性。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(2)
海洋波谱仪机载飞行试验通过对星载天线进行宽波束等效,能够测量海面后向散射系数,进而反演波浪谱及波浪参数。利用该系统在黄海中部进行飞行试验,对小入射角下波浪测量数据进行处理和分析,采用后向投影积分校正载机运动和天线旋转引起的越距离单元徙动,采用交叉谱方法降低斑点噪声,实现小海况下波浪谱反演,结果表明海洋波谱仪测量得到的波浪谱、有效波高、主波长、主波向等波浪参数与浮标、卫星同步测量吻合较好。 相似文献
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利用散射计测量海面后向散射系数, 并通过地球物理模型函数(geophysical model function, GMF)反演得到海面风场。目前散射计风场反演所采用的GMF一般只考虑雷达极化方式、雷达入射角、风速和相对风向对海面后向散射系数的影响, 而相关研究表明海表温度(sea surface temperature, SST)对Ku波段散射计风场反演具有不可忽略的影响。文章利用海洋二号A卫星散射计(Haiyang-2A Scatterometer, HY2A-SCAT)后向散射系数观测值、欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF )再分析风矢量和SST数据, 采用人工神经网络方法, 建立起一种SST相关的GMF (TNGMF)。对TNGMF进行分析后发现, 海面后向散射系数随着SST的增加而增加, 并且其增加幅度与雷达极化方式、风速有关。为了对比, 文章使用相同数据集和相同方法建立了不包含SST的GMF (NGMF), 将美国国家航天航空局散射计-2 (National Aeronautics and Space Administration Scatterometer-2, NSCAT2) GMF、TNGMF和NGMF分别用于HY2A-SCAT风场反演实验。试验结果表明, 采用NSCAT2 GMF、NGMF反演得到的风速在低温时系统性偏小, 在高温时系统性偏大; 而TNGMF可较好地纠正SST对风速偏差均值的影响, 从而提高反演风场质量。 相似文献
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文章给出了一种利用FTF/T-R方法的操作原理并结合算法获得水体悬浮颗粒物后向散射系数的方法.通过该方法对藻类样品和悬浮泥沙样品的后向散射系数进行测量,样品的转移效率超过92.2％,悬浮泥沙样品后向散射系数光谱曲线呈现幂指数曲线特征.利用该方法对标准颗粒物进行测量,其实际测量值与理论计算值的对比结果显示:380～480nm波长范围内,两者的相对标准偏差为21％,480～565nm两者的相对标准偏差为9.7％,565～680nm实测值大于理论值,证明该方法对于测量水体后向散射系数是一种可行的方法. 相似文献
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Vertical distribution of underwater scattering radiances of the first, the second and the third order is estimated by the Jerlov's method. In the estimation the volume attenuation coefficient and the volume scattering function are assumed to be constant in near surface layer, and the sky radiation separated from solar radiation to be a parallel beam and to fall into the sea in the vertical direction only.In the zenith direction the second scattering radiance is more intense than the first scattering radiance in near surface layer. As for the total radiance which is a sum of radiances up to the third order, the zenith radiation is largest, the nadir radiation is moderate and the horizontal radiation is least. 相似文献
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为解决单波束测深系统利用单一延迟值改正往返断面位移精度低的问题,在分析单波束测深系统误差产生原理基础上,得出往返断面位移是由系统延迟引起的固定差和换能器偏角引起的与深度相关比例误差共同作用的结果,通过建立水深与往返断面位移之间的数学模型,证实水深与断面位移具有极高相关性。利用求取单波束系统延迟及换能器偏角参数,对同一测深系统各断面形态断面进行位移改正,断面往返测数据具有良好的吻合性。证实顾及水深的单波束系统往返断面位移改正方法具有良好的系统适用性,能提高测深精度。 相似文献
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水下加筋圆柱壳结构声散射特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对水下加筋圆柱壳结构的声散射特性进行分析。考虑入射声场激发弹性结构振动产生二次辐射声场,总声场为入射场与散射场之和。基于Mindlin理论建立结构受迫振动的有限元模型,考虑入射声场为简谐激励,采用模态叠加法求出结构振动表面速度。根据声学边界元相关理论,利用有限元方法计算得出的弹性结构表面动力相应,可求出弹性结构的散射声场。研究结果表明,在同一波数下,不加筋结构后向散射强于加筋结构;加筋结构的散射指向性图案分叉较为明显;同种结构在波数增加的时候后向散射强度逐渐增大,前向散射强度逐渐减弱。 相似文献
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2004年秋季在菲律宾海取得了微微型生物颗粒样品和光衰减剖面资料,然后对三种常见的微微型颗粒(原绿球藻,聚球藻和自养真核细胞)丰度及其光学性质做了初步分析和估算。研究结果表明,菲律宾海原绿球藻的丰度最高,其次为聚球藻,自养真核细胞的丰度最低。3种微微型颗粒的光散射系数同水体剖面的光衰减系数(cp)具有明显的相关关系。3种微微型颗粒的散射作用仅占总光衰减系数的5.1%,其中原绿球藻、自养真核细胞和聚球藻分别占2.6%,2.2%和0.3%。 相似文献
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In this work a bottom return signal model and accompanying signal processor are described for a wide swath bottom mapping system. An incoherent scattering model is employed under the assumptions that the bottom is a random rough surface composed of a large number of independent scatters with spatial correlation distance negligible relative to the ensonified area. The envelope of the signal received from the various spatial directions is modeled as a smooth, nearly Gaussian-shaped function representing the effects of the twoway spatial beam pattern, angle of incidence, and depth corrupted by multiplicative and additive noise stochastic processes. A signal processor is derived which makes use of the a priori information vested in this smooth function to provide a matched filter for the received signal envelope for each spatial direction. Computer simulation results are presented and the performance of the signal processor examined in a qualitative fashion. 相似文献
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Simultaneous measurements of the diffuse attenuation coefficient, k, and the collinated beam attenuation coefficient, c, were made on a continuous basis at a near-shore site off the north coast of Anglesey, North Wales. A statistical approach to calculating the diffuse attenuation coefficient, k, in coastal waters allowed variations in transparency to be taken into consideration. The ratio of c:k varied throughout the year between approximately 11:1 and 5:1, indicating the changes in the scattering and absorption properties of the water column. The major contribution to coastal turbidity was from the scattering of light by suspended material with the relationship between scattering and absorption being dependent on the nature of the suspended matter. 相似文献
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Dasgupta N. Runkle P. Carin L. Couchman L. Yoder T. Bucaro J. Dobeck G.J. 《Oceanic Engineering, IEEE Journal of》2003,28(2):271-282
In underwater sensing applications, it is often difficult to train a classifier in advance for all targets that may be seen during testing, due to the large number of targets that may be encountered. We therefore partition the training data into target classes, with each class characteristic of multiple targets that share similar scattering physics. In some cases, one may have a priori insight into which targets should constitute a given class, while in other cases this segmentation must be done autonomously based on the scattering data. For the latter case, we constitute the classes using an information-theoretic mapping criterion. Having defined the target classes, the second phase of our identification procedure involves determining those features that enhance the similarity between the targets in a given class. This is achieved by using a genetic algorithm (GA)-based feature-selection algorithm with a Kullback-Leibler (KL) cost function. The classifier employed is appropriate for multiaspect scattering data and is based on a hidden Markov model (HMM). The performance of the class-based classification algorithm is examined using both measured and computed acoustic scattering data from submerged elastic targets. 相似文献
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冯一丁 《中国海洋大学学报(自然科学版)》1994,(3)
采用发送一束线偏振激光产生散斑的方法，研究线偏振激光散斑、＂平均椭圆偏振＂激光散斑以及非偏振激光散斑的相关性和精细结构。指出：当漫射器为一片毛玻璃时，散斑激光是线偏振的．其方向与入射激光束相同；当漫射器为涂无光白漆的毛玻璃时，散斑激光是部分或全部退偏的，涂层越厚，退偏越甚。对于强线偏振散斑场，当偏振方向改变时，散斑的精细结构无明显变化，即使是两个正交方向上的散斑图，也保持良好的相关性。对于非偏振散斑场，当照明激光束的偏振方向改变时．散斑精细结构有明显变化。 相似文献
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基于相关矩阵特征向量的目标分解将地物回波复杂的散射过程分解成相互独立的三种单一散射分量:单向散射、双向散射和交叉散射,分别对应各自的目标相关矩阵。目标分解技术降低了散射回波之间的相关性,有利于分析地物散射机理,有助于提高分类精度。对荷兰F levoland地区全极化数据进行分解,经过试验和相关性分析,选用7种数据形成多参数数据组合,对其进行最大似然监督分类,同时进行常规三种极化加相位差的分类和基于复W ishart分布的最大似然分类,逐像元计算混淆矩阵,分析对比三种分类结果的精度,试验表明:相对于常规数据组合分类,基于复W ishart分布的监督分类可以小幅度提高分类精度,而利用目标分解得到多参数组合数据进行分类则有大幅度的提高。 相似文献
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本文研究了全息存储实验中以波长532 nm的半导体激光器作为记录和读出光源,碱性品红作为光敏剂的丙烯酰胺基光致聚合物薄膜的光致光衍射现 象.它可以考虑为透过全息干涉条纹的原始入射光和反射光,与来自光聚物中未曝光的不均匀表面和内部的散射光四波混频的结果.根据简并四波混频理论中的位相匹配条件对双光束全息写入时产生的衍射光锥,以及单光束辐照复现时产生的衍射光锥现象分别做出了理论解释;并且利用全息散射理论结合三角学知识对入射光的入射角与衍射光锥的锥角的依赖关系进行了深入讨论. 相似文献