順軌干涉SAR多尺度海表面流速提取與驗證.pdf

1、順軌干涉合成孔徑雷達(Along-track interferometry Synthetic Aperture Radar,ATI-SAR)技術是由美國Goldstein和Zebker于1987年首次提出。在隨后近30年的時間里該技術得到了不斷的驗證與發(fā)展，ATI-SAR測量海流也逐漸從理論走向了成熟。
　　本文詳細介紹了ATI-SAR反演海表流場的技術發(fā)展，國內(nèi)外重要的研究進展，ATI-SAR的工作模式、以及ATI-SAR測量

2、海表流場的基本原理等，并建立了ATI-SAR數(shù)據(jù)選取準則。然后，采用ATI-SAR技術對TanDEM-X/TerraSAR-X雙星ATI-SAR數(shù)據(jù)進行了海表面流速的提取、分離與驗證。論文主要在以下幾個方面做了研究工作:
　　1.數(shù)據(jù)選取準則建立。ATI-SAR的實現(xiàn)有傳統(tǒng)星載、雙接收天線和孔徑轉換等多種模式。不同的工作模式對ATI-SAR測量海流的數(shù)據(jù)選取有不同的要求。因此，本文建立了ATI-SAR測量海流數(shù)據(jù)的選取準則，主要考

3、慮順軌基線有效長度和時間去相干兩個方面因素的影響。本文選取的數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)星載模式下的TanDEM-X/TerraSAR-X雙星編隊飛行數(shù)據(jù)，該模式下理想的ATI-SAR測量海流的順軌有效基線分開距離為14～35m，兩幅圖像獲取的理想時間延遲是2～5ms。
　　2.一維海表面流速提取。本文采用了目前星載ATI-SAR測量海流中最具有潛力的數(shù)據(jù)，即TanDEM-X/TerraSAR-X雙星ATI-SAR數(shù)據(jù)。利用該數(shù)據(jù)提取海流的數(shù)據(jù)處理

4、目前主要位于德國宇航中心(DLR)和美國的邁阿密大學。本文給出了利用該數(shù)據(jù)提取一維海表面流速完整的數(shù)據(jù)處理步驟，并成功提取了蘇格蘭北部奧克尼群島附近的海流，獲得的一維海表面流速范圍為-0.32～1.94m/s。研究結果表明該ATI-SAR數(shù)據(jù)處理流程能夠有效實現(xiàn)一維海表面流速的提取。
　　3.流速分離及驗證。利用ATI-SAR技術提取到的流速實際上是各種不同尺度的流速疊加和，為了準確提取流速的各個分量，需要將各項進行分離。為了驗證

5、提取及分離流速的準確性，首先，將ATI-SAR技術獲得的視線向流速（Doppler速度）與多普勒質心分析(Doppler centroid analysis，DCA)技術獲得的結果進行了比對，結果表明二者具有很好的一致性。然后，利用SAR圖像譜，結合海浪波形傳播與水質點運動之間的關系，計算了研究區(qū)域海浪產(chǎn)生的流速分量，驗證了分離流速中海浪產(chǎn)生表面流速的準確性。最后，將流速的提取算法應用到了另一對位于蘇格蘭西南艾萊島附近的雙星ATI-SA