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专利号: 2020107831020
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、读入相参X波段雷达图像序列phase(x,y,t),其中x和y分别为像素点在雷达图像中的横坐标和纵坐标,t是雷达图像在其所在的雷达图像序列中的采集时间;

步骤2、对雷达相位图像phase(x,y,t)做傅里叶变换,得到雷达图像谱F(kx,ky,ω),雷达图像谱作为观测谱,其中kx和ky为x和y方向的波数,ω为频率;

步骤3、对F(kx,ky,ω)做小波变换,得到复数小波系数C(α,β),其中α和β为小波变换的尺度参数和平移参数;

步骤4、对复小波系数的模|C(α,β)|沿平移参数β积分,

根据方程(1)找到最大模对应的尺度参数αm,其中|·|表示模,β1和β2为最小和最大平移参数,C(α)为复小波系数沿β1到β2的积分;

步骤5、找出复小波系数的辐角arg(C(αm,α))的极大值,其极值点ri就是海浪能量谱的谱峰的极大值点,i=1,2,…,n,其中arg(·)表示辐角,n是极大值的数量;

步骤6、找出海浪能量谱的谱峰所在的坐标为(kxm,kym),其中kxm为海浪能量谱的谱峰在x方向的波数,kym为海浪能量谱的谱峰在y方向的波数,则这个谱峰所对应的波长为海浪的主波波长L: 谱峰所对应的波向为海浪的主波波向θ:θ=arctan(kxm/kym),海浪的峰值周期Tp为:Tp=2π/ωp,海浪的峰值周期即为观测谱的峰值周期;其中,ωp为海浪能量谱的峰值角频率;

步骤7、选择文氏谱作为理论谱;

步骤8、根据步骤7的理论谱和步骤2的观测谱,建立理论谱和观测谱的最小化差异模型,不同风速下理论谱的峰值周期不同,找到理论谱的峰值周期与步骤6求解的观测谱的峰值周期最小差值,此时理论谱的峰值周期所对应的风速即为观测时海表面风速U10,从而反演得到海浪的有效波高。

2.根据权利要求1所述的一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法,其特征在于,步骤3所述的小波变换中,小波母函数为墨西哥帽小波函数。

3.根据权利要求1所述的一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法,其特征在于,步骤7中,文氏谱的形式如下:其中,

m=2(2-η),

其中m0是谱的零阶矩阵,ω0是谱峰频率,p为谱尖度因子,η为深度参数,为平均波高,h为水深,S(ω)为海浪能量谱,m为谱矩,S(w0)为谱峰频率对应的海浪能量。

4.根据权利要求1所述的一种消除噪声对相参X波段雷达观测海浪的影响的方法,其特征在于,步骤8中,海浪的有效波高为 其中S(ω)为海浪能量谱,ω为频率。