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基于维纳滤波的船载地波雷达海流反演方法 被引量：2
1
作者 李晨 田应伟 +1 位作者 赵久瑞 王蕾 《现代雷达》 北大核心 2025年第6期1-7,共7页
海流是物理海洋学、海洋环境保护和海洋资源开发等多个领域的重要参数之一。相比于岸基雷达,船载雷达具有更好的灵活机动性,可用于远离海岸线地区的海洋表面信息探测。然而在海洋探测过程中,由于海风、海浪的影响,船载平台难以保持稳定... 海流是物理海洋学、海洋环境保护和海洋资源开发等多个领域的重要参数之一。相比于岸基雷达,船载雷达具有更好的灵活机动性,可用于远离海岸线地区的海洋表面信息探测。然而在海洋探测过程中,由于海风、海浪的影响,船载平台难以保持稳定的航向,雷达海浪散射回波特性会发生改变。为了更准确地提取海流参数,有必要在海流反演过程中对平台偏航运动进行补偿处理。文中基于阵列信号模型和船载平台运动模型,推导了平台偏航运动条件下回波信号的时频域表达式,提出一种基于维纳滤波反卷积的补偿方法。此外,利用船载仿真和实验实测数据验证了该方法,其结果表明:经过偏航运动补偿后雷达径向流估计误差降低了4.18 cm/s,证明了这种海流反演方法的有效性。 展开更多
关键词 船载雷达 海面回波模型 径向流反演 偏航补偿 维纳滤波
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C波段测波雷达动态海面回波分析与仿真 被引量：1
2
作者 阚世宜 吴雄斌 +2 位作者 余亮 岳显昌 陈章友 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期116-120,125,共6页
C波段雷达海面回波多普勒谱的仿真研究对提高海浪反演精度和优化雷达系统性能具有重要意义。传统的海面回波仿真方法未能充分考虑高风速条件下毛细波的时变特性,限制了其在实际应用中的有效性。因此,提出了一种基于动态海面模型的C波段... C波段雷达海面回波多普勒谱的仿真研究对提高海浪反演精度和优化雷达系统性能具有重要意义。传统的海面回波仿真方法未能充分考虑高风速条件下毛细波的时变特性,限制了其在实际应用中的有效性。因此,提出了一种基于动态海面模型的C波段测波雷达海面回波仿真方法,能够更为准确地模拟海面回波多普勒谱。根据某C波段雷达实际采集数据时的具体情况设置仿真参数,将不同仿真方法的结果与实测数据进行对比。实验结果表明:相较于传统PM谱仿真方法,所提方法在不同风级条件下均具有较小且平稳的均方误差,能为海浪反演提供可靠的数据基础。 展开更多
关键词 动态海面 电磁散射 多层快速多极子法 海面回波 数值仿真
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基于回波重构的机载LiDAR测深海面位置确定算法
3
作者 高兴国 尤超帅 +5 位作者 江峻毅 石鑫龙 张一衡 亓超 阳凡林 宿殿鹏 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期75-85,共11页
针对近水面渗透(NWSP)误差影响海面位置精确确定的问题,本研究提出一种基于回波重构的机载LiDAR测深海面位置确定算法对回波的海面位置进行改正,并对改进前后的海面、海底点测量误差进行理论分析。实验测试证明,本算法平均海面偏差降低2... 针对近水面渗透(NWSP)误差影响海面位置精确确定的问题,本研究提出一种基于回波重构的机载LiDAR测深海面位置确定算法对回波的海面位置进行改正,并对改进前后的海面、海底点测量误差进行理论分析。实验测试证明,本算法平均海面偏差降低20 cm,NWSP减少40%~50%,海底点坐标与单波束数据的均方根误差(RMSE)下降7.5%。本算法能够有效减少NWSP,有效提升国产机载LiDAR测深数据精细化处理水平。 展开更多
关键词 机载LiDAR测深 海面位置确定 近水面渗透 水体模型 回波重构
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基于改进DnCNN的高频地波雷达海洋回波谱去噪方法
4
作者 王珽 赵晨 +1 位作者 陈泽宗 吴思滔 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第8期855-862,共8页
高频地波雷达(HFSWR)工作波段的电磁环境极其复杂,包含无线电干扰、海杂波和电离层杂波在内的噪声会严重影响船只目标识别准确度。为解决这个问题,本文提出一种改进的前馈去噪卷积神经网络(DnCNN)抑制HFSWR海洋回波信号中的噪声。根据HF... 高频地波雷达(HFSWR)工作波段的电磁环境极其复杂,包含无线电干扰、海杂波和电离层杂波在内的噪声会严重影响船只目标识别准确度。为解决这个问题,本文提出一种改进的前馈去噪卷积神经网络(DnCNN)抑制HFSWR海洋回波信号中的噪声。根据HFSWR海洋回波信号中噪声的特点,从图像块(patch)大小、卷积核大小、网络深度等方面对原始DnCNN进行修改,使其适合HFSWR去噪任务。基于HFSWR海试数据生成了包含10000对距离-多普勒(RD)谱的数据集,并将其平均划分为训练集和测试集。对测试集中3组RD谱(分别以海杂波、射频干扰和电离层杂波为主要噪声)的去噪结果分析表明,改进DnCNN模型在噪声抑制和船只目标信号幅度方面保持性能上均显著优于原始DnCNN。此外,对整个测试集的统计结果显示,改进DnCNN去噪指标峰值信噪比平均为44.13 dB,显著高于原始DnCNN的35.58 dB。综上所述,改进DnCNN在抑制HFSWR海洋回波噪声的同时很好地保持了船只目标信号的幅值。 展开更多
关键词 高频地波雷达 海洋回波 距离多普勒谱 卷积神经网络 去噪
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深海作业模拟器声呐仿真系统的设计与实现
5
作者 崔宁 邹绪平 +2 位作者 黄展翼 应士君 王逸临 《计算机辅助工程》 2025年第4期24-30,共7页
针对深海作业模拟器声呐仿真系统,基于Qt框架设计并实现了声呐仿真系统的各个功能模块,包括图形界面模块、系统参数模块、功能菜单模块、回波信号模块和通信模块等。通过模拟声呐在不同环境下的行为和性能,验证声呐仿真系统的可行性和... 针对深海作业模拟器声呐仿真系统,基于Qt框架设计并实现了声呐仿真系统的各个功能模块,包括图形界面模块、系统参数模块、功能菜单模块、回波信号模块和通信模块等。通过模拟声呐在不同环境下的行为和性能,验证声呐仿真系统的可行性和有效性。结果表明:声呐仿真系统能有效模拟深海作业中的声呐探测过程,可以为深海作业的应用提供参考。 展开更多
关键词 多波束声呐 QT 声呐 仿真 深海作业模拟器 海底回波 点散射模型
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一种基于等效声速迭代计算的深度测量误差修正模型
6
作者 童倩 李倩倩 +2 位作者 罗宇 彭东东 朱金龙 《声学技术》 北大核心 2025年第1期29-39,共11页
传统的等效声速剖面(equivalent sound speed profile,ESSP)法用一个积分面积相等的常梯度声速剖面代替实测复杂声速剖面,减小了波束归位的计算量。然而ESSP的定位精度会随入射角的增大而迅速降低,大入射角波束的测深精度不再满足相关... 传统的等效声速剖面(equivalent sound speed profile,ESSP)法用一个积分面积相等的常梯度声速剖面代替实测复杂声速剖面,减小了波束归位的计算量。然而ESSP的定位精度会随入射角的增大而迅速降低,大入射角波束的测深精度不再满足相关测量规范要求。尤其在非平坦的深海海底,边缘波束由于采用单一等效声速剖面导致产生不可忽略的精度损失。研究表明,对于大入射角波束,等效声速剖面法的定位误差与角度之间呈现明显的二次函数关系。因此针对倾斜深海海底,提出了一种基于等效声速迭代计算的误差修正经验模型,通过迭代计算等效声速剖面,同时利用经验模型分别对大入射角波束的垂向距离和侧向距离进行误差修正。仿真结果表明,相比于常梯度声线跟踪算法,文章提出的经验模型法可达到同等精度水平,并且计算效率提高29倍以上。该方法对多波束测深中海量波束脚印归位具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 等效声速剖面法 声线跟踪法 大入射角 深海 误差修正 多波束测深仪
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深海海底反射区目标回波结构特征及主动目标深度估计
7
作者 谢亮 王鲁军 王卓然 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第12期1847-1854,共8页
主动目标深度估计一直是主动声呐探测领域的难题.理论推导了目标深度大于收发深度时深海海底反射区目标回波到达结构特征,建立了9路径响应到达结构模型,分析了海底海面反射和海底反射时延差与目标深度之间的关系,提出了基于海底反射区... 主动目标深度估计一直是主动声呐探测领域的难题.理论推导了目标深度大于收发深度时深海海底反射区目标回波到达结构特征,建立了9路径响应到达结构模型,分析了海底海面反射和海底反射时延差与目标深度之间的关系,提出了基于海底反射区目标回波结构特征的主动目标深度估计方法.基于爆炸声源数据对本文算法开展了验证,通过单水听器得到的水下目标深度估计结果与真实目标深度较为一致,对实验中2.0~25.6 km内20批次目标进行了深度估计,其中17批次深度估计结果误差小于10 m,20批次数据深度估计平均误差约为7 m. 展开更多
关键词 深海 海底反射区 回波结构特征 主动目标深度估计
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利用返回散射系统监测海洋回波 被引量：25
8
作者 孙广俊 齐东玉 李铁成 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1334-1337,共4页
本文对用电离层返回散射探测系统监测海洋回波做了详细的描述,给出了该探测系统的基本结构及海洋回波的信号处理方法,并对获得的实验数据进行了分析,通过与Barrick关于Doppler频移的公式进行了比较,验证了本次实验结果的正确性与该探测... 本文对用电离层返回散射探测系统监测海洋回波做了详细的描述,给出了该探测系统的基本结构及海洋回波的信号处理方法,并对获得的实验数据进行了分析,通过与Barrick关于Doppler频移的公式进行了比较,验证了本次实验结果的正确性与该探测系统监测海洋回波的可行性. 展开更多
关键词 返回散射探测系统 脉冲压缩 海洋回波 谱分析
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高频地波雷达海洋回波处理中的噪声研究 被引量：5
9
作者 田建生 吴世才 +1 位作者 杨子杰 石振华 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第4期396-400,共5页
从理论上研究了经快速富氏变换 (FFT)处理后的海洋表面回波噪声统计特性发生的变化。这种变化影响使用多信号分类 (MUSIC)算法探测海洋表面流的到达角。使用参数模型谱估计和两次FFT方法 ,对浙江舟山朱家尖测得的海洋表面回波数据进行... 从理论上研究了经快速富氏变换 (FFT)处理后的海洋表面回波噪声统计特性发生的变化。这种变化影响使用多信号分类 (MUSIC)算法探测海洋表面流的到达角。使用参数模型谱估计和两次FFT方法 ,对浙江舟山朱家尖测得的海洋表面回波数据进行了处理、分析和比较 ,两次FFT方法获得的谱比参数模型估计谱信噪比差 ,证明了本文理论研究结果的正确。 展开更多
关键词 高频地波雷达 海洋回波 噪声 Doppler谱 MUSIC算法 参数模型 回波距离
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米波段下海面多径模型研究 被引量：10
10
作者 董玫 赵永波 张守宏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1373-1377,共5页
目前的海面电磁散射主要是研究微波段下的情况,本文针对米波段研究了海面多径回波模型.首先计算出米波段下的海水介电常数,通过仿真相关反射系数和瑞利判据,得出在米波段下,海情级六级以下,入射余角小于5度时,散射信号中的镜面反射分量... 目前的海面电磁散射主要是研究微波段下的情况,本文针对米波段研究了海面多径回波模型.首先计算出米波段下的海水介电常数,通过仿真相关反射系数和瑞利判据,得出在米波段下,海情级六级以下,入射余角小于5度时,散射信号中的镜面反射分量占主要部分,并且可以认为此时的海面是光滑的,得到基于镜面反射的多径模型是适用的. 展开更多
关键词 舰载雷达 粗糙海面 海情级 回波模型
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高频地波雷达的阵列互耦校正 被引量：4
11
作者 龙超 吴雄斌 +1 位作者 柯亨玉 徐全军 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1-5,共5页
针对分布式高频地波雷达(HFSWR)的工程应用,研究了基于自适应混合算法(AHA)的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频... 针对分布式高频地波雷达(HFSWR)的工程应用,研究了基于自适应混合算法(AHA)的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性. 展开更多
关键词 高频地波雷达 自适应遗传算法 阵列互耦校正 阵列幅相校正 参数估计 海洋回波
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超高频雷达海洋表面流的探测结果与分析 被引量：4
12
作者 文必洋 李艳 +1 位作者 侯义东 杨静 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期941-947,共7页
近岸海域地形、海流复杂,而超高频雷达系统具有较高距离分辨率、小发射功率的特点,波长介于高频电磁波和微波之间,能同时提取海浪毛细波与重力波信息,与波浪作用比较敏感,能实现近海海洋动力参数的精细测量.不同于高频雷达回波谱,超高... 近岸海域地形、海流复杂,而超高频雷达系统具有较高距离分辨率、小发射功率的特点,波长介于高频电磁波和微波之间,能同时提取海浪毛细波与重力波信息,与波浪作用比较敏感,能实现近海海洋动力参数的精细测量.不同于高频雷达回波谱,超高频雷达回波中一阶峰、二阶峰展宽严重并混叠在一起,难以划分一阶峰区域,因此,文中系统设计采用数字波束形成进行流速方位提取.雷达反演的流速结果与浮标数据的相关系数为0.88,但是均方根误差很大.通过分析,得出海洋表面流速不仅受到潮汐效应、地球自转的影响,当地风速在很大程度上也会影响表面流速的结论. 展开更多
关键词 超高频雷达 径向流速 海洋回波 数字波束形成 风速
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高频地波雷达基于海洋回波的通道幅度自校准方法 被引量：2
13
作者 杨绍麟 柯亨玉 +2 位作者 田建生 吴世才 杨子杰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期1233-1237,共5页
针对海洋回波的特性,以及高频地波雷达OSMAR2000的实际工作性能,提出一种基于海洋回波采样数据的自适应通道幅度软件校准方法。该方法不需要辅助信号源,能针对每一距离元进行通道幅度的实时校准,校准后的空间谱质量显著提高,并能在通道... 针对海洋回波的特性,以及高频地波雷达OSMAR2000的实际工作性能,提出一种基于海洋回波采样数据的自适应通道幅度软件校准方法。该方法不需要辅助信号源,能针对每一距离元进行通道幅度的实时校准,校准后的空间谱质量显著提高,并能在通道失效时给出示警信息。文中给出了现场实测数据的处理结果及比较。 展开更多
关键词 高频地波雷达 海洋回波 通道幅度 自校准方法 OSMAR2000
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从高频雷达海面回波多普勒谱提取风场信息 被引量：5
14
作者 黄为民 王淑融 +2 位作者 吴世才 文必洋 邱昌熔 《武汉大学学报（自然科学版）》 CSCD 1999年第1期115-118,共4页
用Ｈｏｗｅｌ法从二阶海面回波多普勒谱反演出有效浪高及浪高谱峰值频率后，根据ＳＭＢ算法或ＪＯＮＳＷＡＰ算法计算风速，同时采用雷达多波束采样法由一阶回波多普勒谱确定唯一合理的风向，从而得到完整的海面风场信息．并利用该方法... 用Ｈｏｗｅｌ法从二阶海面回波多普勒谱反演出有效浪高及浪高谱峰值频率后，根据ＳＭＢ算法或ＪＯＮＳＷＡＰ算法计算风速，同时采用雷达多波束采样法由一阶回波多普勒谱确定唯一合理的风向，从而得到完整的海面风场信息．并利用该方法对模拟的海面回波多普勒谱进行反演实验，结果表明该方法是正确可行的，且ＳＭＢ算法优于ＪＯＮＳＷＡＰ算法． 展开更多
关键词 回波多普勒谱 风场 风速 风向 高频雷达 海面
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从高频雷达海面回波多普勒谱提取浪高参数 被引量：5
15
作者 施为华 王淑融 +2 位作者 吴世才 黄为民 石振华 《武汉大学学报（自然科学版）》 CSCD 1998年第3期381-384,共4页
将浪高谱表示为级数形式，通过高频雷达的二阶雷达截面方程反演出浪高谱，进而计算出浪高．由双站雷达系统计算的有效浪高随风向变化小，说明双站探测优于单站．
关键词 高频雷达 二阶海面回波 浪高谱 波浪 多普勒谱
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时频域分解海面回波及慢速微弱目标检测 被引量：6
16
作者 左磊 产秀秀 +1 位作者 禄晓飞 李明 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期84-90,共7页
海面慢速微弱目标的回波信号能量远小于海杂波,且在时域和频域与海杂波非常靠近,是海面搜索雷达面临的难点。为了检测海面慢速微弱目标,针对海面目标回波和海杂波的双重非平稳性,在提出海面回波时频域迭代分解的基础上,利用目标信号与... 海面慢速微弱目标的回波信号能量远小于海杂波,且在时域和频域与海杂波非常靠近,是海面搜索雷达面临的难点。为了检测海面慢速微弱目标,针对海面目标回波和海杂波的双重非平稳性,在提出海面回波时频域迭代分解的基础上,利用目标信号与海杂波之间的时频聚集性和持续时间等特性,提出利用凸包算法融合特征的海面慢速微弱目标检测方法。该方法能够将与海杂波有较大能量差且在时频域非常靠近海杂波的目标信号检测出来。实测IPIX雷达数据表明,该方法能较精确地从海面回波中检测出目标,并且能够显示目标的瞬时运动特性。 展开更多
关键词 时频分布 时频分解 海面回波 目标检测
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高频雷达海洋回波混沌特性研究 被引量：4
17
作者 田建生 刘铁军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期687-691,共5页
为分析大面积海域海洋回波的混沌特性,使用时间序列相空间重构、时间延迟、嵌入维数、关联维数和Lyapunov指数等混沌特性研究方法。利用海洋状态测量与分析雷达(OSMAR 2000型)获取的时间序列数据,基于Donald E.Barrick提出的线性调频中... 为分析大面积海域海洋回波的混沌特性,使用时间序列相空间重构、时间延迟、嵌入维数、关联维数和Lyapunov指数等混沌特性研究方法。利用海洋状态测量与分析雷达(OSMAR 2000型)获取的时间序列数据,基于Donald E.Barrick提出的线性调频中断连续波(FMICW)雷达信号处理方法和一、二阶海洋表面回波理论,对位于浙江舟山东海岸张角约65°,距离约200 km的扇形海面高海态和低海态回波数据进行了分析处理,证明此类海洋回波具有混沌特征。 展开更多
关键词 信号处理 一阶回波 关联维数 混沌特性
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海上目标雷达回波图像识别系统 被引量：10
18
作者 赵建华 王磊 李涛 《兵工自动化》 2012年第12期61-65,共5页
针对海上目标雷达自动识别存在方法单一技术受限、识别率不高,难以满足作战应用要求等问题,提出人工判别技术与先进的人工智能技术相结合的方法。通过剖析雷达回波显像特征,提炼人工判别海上目标的知识和经验,综合基于知识的模式识别技... 针对海上目标雷达自动识别存在方法单一技术受限、识别率不高,难以满足作战应用要求等问题,提出人工判别技术与先进的人工智能技术相结合的方法。通过剖析雷达回波显像特征,提炼人工判别海上目标的知识和经验,综合基于知识的模式识别技术、图像处理技术、自动分类识别技术,构建海上目标雷达回波图像自动识别系统。结果表明,该方法能较大幅度地提高海上雷达目标识别率和作战效率。 展开更多
关键词 海上目标 雷达回波 自动识别 系统实现
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海底沙脊地貌的研究现状及进展 被引量：11
19
作者 吴自银 曹振轶 +1 位作者 王小波 郑玉龙 《海洋学研究》 北大核心 2006年第3期53-63,共11页
综述了国内外海底沙脊地貌的研究成果、技术方法以及东中国海沙脊研究中存在的问题。弓京港辐射沙脊群成因的研究依然是国内沙脊研究的焦点;东海中北部陆架沙脊地貌形成时期(海进与海退期)、沉积类型(现代、残留及潮流沉积)、沉积动力... 综述了国内外海底沙脊地貌的研究成果、技术方法以及东中国海沙脊研究中存在的问题。弓京港辐射沙脊群成因的研究依然是国内沙脊研究的焦点;东海中北部陆架沙脊地貌形成时期(海进与海退期)、沉积类型(现代、残留及潮流沉积)、沉积动力及沉积模式等研究尚存在较多争议;古潮流场的研究尚未得到足够重视。最新多波束探测数据显示,东海中南部外陆架60 m以深海域广泛分布线状沙脊群,其规模较前人预测的更大、范围更广,与长江口外喇叭状地形区中的沙脊地貌在空间分布特征和发展趋势上均存在差异。未来若能在利用多波束探测数据的基础上,对单道地震剖面、柱状样品以及钻孔等获取的多种资料进行综合分析,将更有利于对沙脊地貌的精细结构、时空展布规律以及成因机制和演化模式的研究。 展开更多
关键词 海底沙脊 东中国海 多波束探测 研究现状
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基于双基地海洋回波谱仿真数据的海浪波数谱反演 被引量：1
20
作者 何缓 柯亨玉 +1 位作者 万显荣 耿方志 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2477-2482,共6页
该文首次基于微扰法导出的非后向散射系数及在此基础上得到的双基地海洋回波谱仿真数据,采用Howell算法进行海浪波数谱的反演以及有效波高和风速信息的提取。文中补充了Howell算法应满足的条件,明确了Howell算法中矩阵奇异值个数r的选... 该文首次基于微扰法导出的非后向散射系数及在此基础上得到的双基地海洋回波谱仿真数据,采用Howell算法进行海浪波数谱的反演以及有效波高和风速信息的提取。文中补充了Howell算法应满足的条件,明确了Howell算法中矩阵奇异值个数r的选择原则。反演结果表明,风向趋于90时,有效波高和风速反演误差会减小;根据不同海态(风速或有效波高)选择合适的工作频率可减小反演误差。在工作频率和矩阵奇异值个数选择合适时,有效波高反演误差小于3%,风速反演误差小于1%。 展开更多
关键词 双基地高频地波雷达 非后向散射系数 海洋回波谱 海浪波数谱 反演
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