高頻地波雷達海態(tài)反演算法研究.pdf

1、高頻地波雷達,工作于高頻(3~30 MHz)頻段,利用垂直極化電磁波沿海面繞射傳播特性,能夠探測到視距以外的區(qū)域,因此又稱其為高頻超視距雷達。同其它的海洋監(jiān)測設備相比,高頻地波雷達具有探測距離遠、監(jiān)測面積大和投資較少的優(yōu)點,同時由于高頻地波雷達架設在岸邊或置于移動平臺上,系統(tǒng)工作基本不受自然環(huán)境的影響,因此能夠對海洋進行全天候的實時監(jiān)測,在監(jiān)測我國專屬經(jīng)濟區(qū)、維護國家權益、保護海洋環(huán)境等方面具有重要作用。
　　近幾十年來,高頻地波

2、雷達的研究取得了長足的發(fā)展,例如運動目標航跡的實時監(jiān)測、海表面矢量流場和風場的實時測繪等,但海浪譜反演及新體制雷達信號處理等方面所涉及的部分問題仍然處于研究探索階段。本文針對高頻地波雷達海態(tài)反演方面現(xiàn)存的問題,進行了以下兩項研究工作:
　　1.岸基高頻地波雷達海浪譜反演。在岸基高頻地波雷達海浪譜反演問題中,廣泛采用的Barrick后向散射公式屬于二維第一類非線性Fredholm積分方程。此類積分方程的解在本質上是不適定的,加之高頻

3、雷達二階回波信號信噪比較低,使得反演海浪譜存在解不穩(wěn)定的問題。本文提出了一種穩(wěn)定且低復雜度的反演算法,此算法首先根據(jù)高頻雷達一階回波譜測量海浪方向,并將其引入積分方程求解過程,減少了求解變量的個數(shù),降低了反演算法的復雜度。為解決反演結果不穩(wěn)定的問題,本文使用了 Tikhonov正則化方法并利用廣義交叉驗證法確定其正則化系數(shù)。通過在不同測試條件下對反演算法的仿真測試分析,表明此方法具有運算量小、穩(wěn)定性好的特點。
　　2.艦載高頻地波