基于Cryosat-2的波形分類和重跟蹤方法研究.pdf

1、極地海冰的生長和消融對全球氣候變化具有重要影響。衛(wèi)星雷達高度計憑借其大尺度、全天候、全天時的優(yōu)勢，成為研究兩極海冰變化的一種十分可靠且可行的手段。Cryosat-2雷達高度計采用了新型的合成孔徑技術及雙天線干涉測量技術來提高觀測的空間分辨率及精度。如何從新型的合成孔徑及干涉測量數據中獲取高精度的海面高度信息是海冰厚度反演的關鍵。因此需要對新體制下的Cryosat-2雷達高度計的回波波形的分類及重跟蹤算法進行深入研究。
　　回波波形

2、是衛(wèi)星雷達高度計測高的直接觀測量，在非開闊海域對其進行分類，一方面是研究不同反射面對應最佳波形重跟蹤方法的基礎，另一方面對于不同波形對應的不同反射面，可以進行地物（如海冰）分類。波形重跟蹤是衛(wèi)星雷達高度計獲取高精度地面高程信息的關鍵技術，而在非開闊海域（如冰蓋邊緣），傳統的波形重跟蹤方法存在測高精度低、適用性差的缺點。因此，有必要研究一種新的適用于冰蓋邊緣等非開闊海域的波形重跟蹤方法，以對極地冰蓋進行精確監(jiān)測。
　　論文利用Cry

3、osat-2合成孔徑雷達高度計數據，對南北兩極海冰厚度反演中的回波波形分類和波形重跟蹤兩個關鍵技術進行了研究，其主要研究內容包括：
　?。?）研究了 Cryosat-2合成孔徑雷達高度計的衛(wèi)星測高及海冰厚度探測的機理，分析了Cryosat-2的合成孔徑的回波波形特點；
　?。?）研究了利用 Cryosat-2的合成孔徑模式回波波形對海面目標進行分類識別，進而確定海冰類型?？偨Y并使用MAX、PP、SSD、SK、PPL、PPR、

4、LEW、TEW、LTPP、ETPP等10種波形參數，利用閾值法、最近鄰（K-NN）分類器、支持向量機（SVM）分類器等三種分類方法對北極海冰區(qū)域的Cryosat-2 SAR模式波形進行了分類，得到了冰間水道（Lead）、一年生冰（FY）、多年生冰（MY1、MY2）以及海水（IF）等類型，波形分類結果與AARI（Arctic and Antarctic Research Institute）提供的北極地區(qū)實時冰圖進行對比驗證，最終得出各種

5、波形參數和分類方法的適用性和特點；
　?。?）對于南北兩極復雜區(qū)域的波形重跟蹤問題，在研究Cryosat-2 SARIn模式數據在冰蓋邊緣的波形特點，提出了一種基于回波擬合的多子波閾值重跟蹤方法——FMSTR（Fitted Multiple Sub-waveform Threshold Retracker）。該方法通過對回波波形進行波形濾除、波形擬合、子波判斷和分類、自適應重跟蹤等處理獲得沿軌高程信息。與ICESat DEM相比，