本文關鍵詞：基于船載微波遙感技術的海浪和溢油反演研究

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【摘要】：隨著世界航運的發(fā)展和溢油等海上污染事故的時有發(fā)生,有效獲取船舶航行有效波高等海洋動力環(huán)境要素和溢油分布等突發(fā)海上污染信息,對保障海上交通安全和海事應急監(jiān)管十分重要。而基于船載平臺的微波傳感器系統(tǒng)可彌補其他遙感監(jiān)控平臺在空間延展性、時間連續(xù)上的不足,在海上環(huán)境信息監(jiān)測(尤其是遠洋重點航線)領域具有特殊意義。故針對微波遙感技術的獨特優(yōu)勢,以及海上探測傳感體系在船載平臺的創(chuàng)新性需求,本文選取了 X波段航海雷達和GNSS-R新興微波遙感技術,探究了二者在船載平臺下的海浪及溢油信息反演。在海浪信息反演方面,本文利用育鯤輪,設計了國內首次基于GNSS-R和X-波段航海雷達的船載有效波高測量實驗。利用實測X波段航海雷達圖像和GNSS-R信號作為有效數據源,采用海浪譜信噪比方法和干涉復數場相關時間算法,反演海浪有效波高信息。測量實驗發(fā)現(xiàn),二者具有很強的一致性,平均偏差和均方根誤差均可達到測量需要,最終驗證了船載平臺下GNSS-R有效波高測量的可行性。在溢油信息反演研究中,本文通過構建噪聲判斷圖像,設置新濾波鄰域窗口,提出了一種改進的自適應中值濾波算法,對大連"7.16"溢油事故中的X-波段航海雷達圖像進行了同頻干擾噪聲消除;并為抵消回波信號隨距離的增加而嚴重衰減的問題,提出了一種有效的雷達回波功率衰減校正方法,通過對同時段多幅雷達圖像進行統(tǒng)計擬合,在去除雷達回波背景功率的基礎上獲得溢油區(qū)域,并與該海域同時段獲取的熱紅外數據進行了對比驗證。而在GNSS-R溢油反演方面,國外學者只研究了星載條件下的相關理論,而國內在該領域尚處于空白,本文通過探究船載鏡面反射點和海面均方坡度模型,構建了船載GNSS-R海面雙基散射幾何模型,運用雅克比行列式方法等構建了 GNSS-R延遲多普勒圖像生成算法,利用航海雷達溢油圖像生成溢油延遲多普勒圖像,通過與同條件下的干凈海面進行對比,分析延遲多普勒圖像中信號特征與溢油信息耦合關系,以及不同風速下的溢油信息提取效果。
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X87;U698.7

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