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《從衛(wèi)星terrasar-x圖像反演海面風場和海表流場方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、中國海洋大學博士學位論文從衛(wèi)星TerraSAR-X圖像反演海面風場和海表流場方法研究姓名：任永政申請學位級別：博士專業(yè)：海洋信息探測與處理指導教師：賀明霞;SusanneLehner20090606從衛(wèi)星TerraSAR-X圖像反演海面風場和海表流場方法研究摘要德國于2007年6月15日發(fā)射的TerraSAR-X衛(wèi)星是國際上第一顆具有全極化、高空間分辨率、沿軌干涉工作模式的X波段合成孔徑雷達(SaR)業(yè)務化衛(wèi)星。目前，TerraSAR．X衛(wèi)星僅提供多模式高質量地球觀測圖像產(chǎn)品，尚無反演的海洋環(huán)境參數(shù)例如海面風場、海表流場等被開發(fā)。本文旨在利用TerraSAR．X衛(wèi)星的獨有特性，發(fā)展高分辨衛(wèi)星
2、海面風場和衛(wèi)星海表流場的反演方法。后者是目前衛(wèi)星海洋學的空缺，并且其反演方法與海面風場有關。目前成熟的從微波散射計和微波合成孔徑雷達后向散射系數(shù)獲取海面風場的反演模式多基于C、Ku和L波段，普遍采用海面歸一化后向散射系數(shù)(NRCS)與風矢量的經(jīng)驗關系作為衛(wèi)星SAR海面風場反演的地球物理模式函數(shù)。Masuko基于機載實驗曾提出X波段SAR反演海面風場的地球物理模式函數(shù)。本文利用SIR-C／SAR(X)NRCS數(shù)據(jù)和ECMWFERA-40模式風場數(shù)據(jù)檢驗該模式，發(fā)現(xiàn)存在明顯的系統(tǒng)誤差。在此基礎上，針對X波段W極化SAR，提出一個新的基于線性方法的海面風場反演經(jīng)驗模式(XMOD)，以描述NRCS與
3、海面10m風速、風向及雷達入射角之間的關系，并利用SIR-C／SAR(X)NRCS數(shù)據(jù)以及ECMWFERA-40風場數(shù)據(jù)確定XMOD的線性系數(shù)。XMOD模擬出的NRCS與SIR．C／SAR(X)的NRCS相關性為0．91，均方根誤差為2．68dB。將XMOD應用于不同工作模式的W極化TerraSAR-X海表圖像以反演海面風場，反演的風速與QuickScat風速相比，二者相關性為0．97，均方根誤差為0．92m／s：與HIRLAM細網(wǎng)格模式風場結果相比，TerraSAR-X風速平均偏高1．10m／s。其中風向采用風條紋或模式結果。上述XMOD僅適用于W極化，為將其擴展到TerraSAR-XHH
4、極化，需要建立極化率模型?；赥hompson和Mouche的極化率模型，本文建立了二個極化率模型PRl和PR2，并分別應用于海面風場反演，PRl和PR2誤差分別為0．56m／s和中國海洋大學博士論文0．09m／s，PR2優(yōu)于PRl。將極化率模型PR2應用于HI-I極化TerraSAR-X圖像反演海面風場，其結果與QuickScat結果比較，二者相關性為0．96，均方根誤差為0．86m／s。TerraSAR-X衛(wèi)星具有沿軌干涉工作模式，可以獲得衛(wèi)星海表流場數(shù)據(jù)。由于TerraSAR-X衛(wèi)星尚未公開ATI數(shù)據(jù)，本文使用Romeiser2002年提出的反演方法，采用x．波段機載沿軌干涉SAR數(shù)據(jù)
5、(ATI)以及x波段航天飛船SRTM數(shù)據(jù)進行海表流場反演方法研究。利用機載ATI數(shù)據(jù)進行相位方位向位移校正，相位轉換流場，二維流場合成，海浪運動校正后獲得反演的海表流場。其中使用了Romeiser開發(fā)的SAR正向成像模型M4S軟件。反演的海表流場與現(xiàn)場ADCP測量結果和德國航道工程研究院提供的模式結果進行比較，誤差分別為0．16m／s和O．04m／s，與Romeiser的結果吻合。用于三維地形測量的SRTM的兩個天線在沿軌方向上有7m位移，Romeiser提出可用于A，n海表流場反演。本文采用2000年丹麥小貝爾特海峽的SRTM數(shù)據(jù)進行相位校正，平地效應校正，非零干涉相位校正，相位轉換流場后
6、獲得反演的海表流場。反演結果有待印證。關鍵詞：TerraSAR．X、海面風場、XMOD、沿軌干涉SAR、海表流場、SRTM中國海洋大學博士論文StudyonRetrievalAlgorithmsofSeaSurfaceWindFieldsandSeaSurfaceCurrentFieldsfromTerraSAR-XImagesAbstractSatelliteTerraSAR-XlaunchedonJune15，2007byGermanyiSthefirstoperationalSatellite，whichisquippedwithX-Bandsyntheticapertureradar
7、(SAR)withthefollowingcharacteristics：multipolarizations，hi【ghspatialresolutionandalong-trackinterferometricoperationmode．SofaronlythehighqualitymultioperationmodeofTerraSAR-Ximagesoverearthcanbeofferedbut11
