导读:本文包含了海浪波谱仪论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:海洋波谱仪,调制谱,海浪方向谱,斑点噪声
海浪波谱仪论文文献综述
孟齐辉[1]（2017）在《星载波谱仪海浪方向谱反演仿真研究》一文中研究指出海浪方向谱是十分重要的海浪信息,通过海浪方向谱可以计算海洋波浪场的统计特性(有效波高,周期,波长,波向,波陡等),所以获取高精度的海浪方向谱非常重要。海浪波谱仪是专门用来测量海浪谱的小入射角真实孔径雷达,全球第一台星载波谱仪SWIM(Surface Wave Investigation and Monitoring)将搭载于中法卫星上测量全球范围内的海浪方向谱。本文根据波谱仪探测海浪方向谱原理,通过仿真的手段对星载波谱仪海浪谱反演中关键步骤所涉及的算法进行研究,包括不同调制谱估计方法及其性能、不同斑点噪声的去除方法及其性能、不同混合浪分区以及海浪参数提取方法及其性能,有助于提高星载波谱仪SWIM探测海浪方向谱的精度以及波谱仪数据的应用水平。本文首先介绍了波谱仪测量海浪方向谱的原理以及海浪方向谱反演仿真平台的数据处理过程。然后研究了不同调制谱估计方法(周期图法,Welch法,AR模型法以及最小方差法)的反演性能,仿真结果表明,最小方差法和AR模型法在一定海况下反演性能要优于其他方法,并且随着雷达中心入射角下降各个方法的反演性能都会略微下降;接着,鉴于斑点噪声对海浪谱反演性能的重要影响,重点对波谱仪接收信号斑点噪声的形成机理和去除方法进行了研究,仿真发现,后积分法和交叉谱法去噪的适用条件更广,而且反演精度也较好,符合波谱仪反演性能要求。本文的另一个研究内容是对反演得到的混合海浪谱进行海浪分区。实际海洋中大多情况下都是风浪与涌浪并存的混合浪,本文基于海浪能量线性迭加原理与海浪谱经验公式,在正演仿真中模拟了混合浪的海面,在反演仿真中,采用综合考虑海浪方向谱的波数、方位向分布信息的分离波数法来提取风浪和涌浪成分,计算各个海浪成分的海浪参数并与理论参考值进行对比验证。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
王晓晨[2]（2016）在《机载波谱仪海浪谱反演方法研究》一文中研究指出波谱仪作为一种新兴的专门探测海浪的遥感设备,不仅有效的弥补了SAR反演海浪谱的诸多不足,同时,其调制函数简单、方位向截断效应小、不需要额外数据输入等优势,使波谱仪逐渐成为探测海浪的重要遥感手段。本文基于北京遥测技术研究所BRIT机载波谱仪和法国CNES STORM机载波谱仪数次飞行试验数据,对比了二者在数据处理过程中的异同,评估了国产BRIT机载波谱仪数据质量;重点分析了微波海浪后向散射特性,包括小入射角下海浪平均后向散射系数、各向异性、不对称性和海浪谱方位向分布函数以及不同去噪方法对海浪后向散射特性的影响;实现了机载波谱仪海浪谱反演算法,进一步提取了有效波高等参数,并利用实测浮标数据和ECMWF再分析数据对反演结果进行了定量评价,本文的研究成果主要有以下几个方面:(1)在低风速条件下,海浪平均后向散射系数值基本不随风速变化,而海浪后向散射系数不对称性和各向异性与风速呈正相关。对于某一风速条件下,海浪平均后向散射系数值随入射角增大逐渐减小直至某一定值,此后不再随入射角变化,不对称性随着入射角增大呈现缓慢增长的趋势,且增长趋势越来越不明显,最后稳定在一定值,各向异性随着入射角增大呈现缓慢增长的趋势,且增长趋势越来越明显;(2)海浪谱方位向分布函数是方位角度与波数的函数,在已有经典方位向分布函数模型中,不论在顺风向或者逆风向、K=K_p或者K＞K_p情况下,Donelan-Banner模型与实测数据最吻合;(3)在叁种去噪方法中,数学法计算得到的斑点噪声最小,约为0.2 dB,其次为阈值法,约为0.4 dB,且二者方位向分布特性完全一致,斑点噪声值不随方位向变化。与二者不同的是,交叉谱法计算得到的斑点噪声值约为2.5 dB,远远大于数学法和阈值法,且其方位向分布呈双峰分布特性;(4)机载波谱仪可以实现高精度海浪谱反演,其中有效波高反演精度绝对误差平均值约为0.26 m,相对误差约为7.18%,最大绝对误差约为0.41 m,最大相对误差约为11.5%,完全符合海浪反演精度要求。(本文来源于《中国石油大学(华东)》期刊2016-06-01）
尹巧华[3]（2016）在《基于机载波谱仪数据的海浪斜率与海浪方向谱反演研究》一文中研究指出气象、航海、造船、海洋工程等领域,都需要高精度的实时海浪信息。海浪方向谱是重要的海浪信息,某时某地海洋波浪场的统计特征(波高,波长,波周期,波向,波陡等)均可由海浪方向谱计算得到,因此海浪方向谱的获取极为重要。海浪波谱仪是专门为海浪方向谱探测而设计的新型微波传感器,是一种小入射角360°方位向旋转扫描的真实孔径雷达。2018年世界上第一台星载波谱仪SWIM(Surface Wave Investigation and Monitoring)将随中法海洋星发射升空。本文研究了利用机载波谱仪实测数据进行海浪方向谱反演。针对机载情况下入射角范围较大的问题,首先讨论了调制信号的提取方法;然后,鉴于斑点噪声对海浪谱反演性能的重要影响,重点研究了波谱仪海面斑点噪声的形成机理、统计特性和去除方法;从波谱仪实测数据中反演出海浪方向谱,并将反演结果与浮标数据进行了对比验证。本文的另一个主要研究内容是利用波谱仪数据实现海浪斜率反演。海浪斜率是海/气界面基本的物理参数,但目前还缺乏大范围的直接测量手段。波谱仪特有的工作方式,能够获取小入射角下海面随入射角和方位角变化的二维散射数据,使得海浪斜率的遥感成为可能。本文基于准镜像散射近似模型建立了波谱仪海浪斜率反演模型,并通过与小入射角海面精确散射模型——物理光学模型的仿真计算结果对比,确定了斜率反演模型的入射角适用范围。通过非线性最小二乘二维反演方法,从机载波谱仪二维散射数据中提取出准高斯海浪斜率中全部参数,实现了波谱仪海浪二维斜率遥感。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
储小青,何宜军[4]（2015）在《海浪波谱仪微波散射模型》一文中研究指出【目的】建立与观测数据相符的海浪波谱仪(SWIM)散射模型。【方法】利用Kirchhoff近似以及准镜面散射理论,建立从海浪方向谱映射到海浪波谱仪后向散射截面(σ°)的散射模型,并利用热带降雨测量卫星(TRMM)所搭载的降雨雷达(PR)提供的低入射角下的后向散射截面数据,对模型进行检验。【结果】准镜面散射模型结合高阶Gram-Charlier级数型海表斜率概率密度函数,模拟的雷达后向散射截面与入射角的关系在降雨雷达的0~18°入射角范围内与实测数据一致。【结论】海浪波谱仪的信号散射可利用准镜面散射模型结合高阶Gram-Charlier级数型海表斜率概率密度函数来描述。(本文来源于《广西科学》期刊2015年03期）
李龙龙[5]（2014）在《海浪波谱仪的数据处理技术研究》一文中研究指出海浪波谱仪是一种新型的用于探测海面波浪的雷达，它以真实孔径雷达为基础，在小入射角下进行360°扫描，获取大面积、长时间序列的海浪谱信息。通过这些信息可以对海洋表面波的动力过程与变化过程有更好的理解、认识和模拟，海浪谱可以提供海洋预报所需的多参量初始信息，改进同化模型以及海况预报的精度。因此本文对海浪波谱仪的数据处理技术进行了研究和探讨，具体研究内容如下：（1）对法国机载波谱仪的数据从原始功率数据开始处理，最终反演得到海浪的一维谱和二维谱。实现了整个海浪谱反演的技术流程，同时对反演结果的精度跟实测浮标数据进行了对比，结果表明st2-21-08数据反演得到的海浪谱无论是有效波高还是主波波长都与实测数据比较接近，有效波高偏差为8.5%，主波波长偏差为8.1%。同时对波谱仪数据处理过程中的基本参数设置（距离门平均个数、bloc平均个数、圈数平均个数）进行了对比试验，探索对反演结果的影响，并得出本次机载反演的平均处理最佳参数组合为：距离门平均个数：12，bloc平均个数：5，圈数平均个数：3；（2）对比法国机载波谱仪STORM和国产机载海浪波谱仪的仪器参数，分析两者之间的差异，基于法国机载海浪波谱仪的数据处理的技术流程，完成对国产机载海浪波谱仪数据的处理，进一步验证了海浪谱反演原理以及海浪波谱仪数据处理技术的可行性。（3）结合星载海浪波谱仪具体参数，分析机载波谱仪和星载海浪波谱仪的相同点和区别。在海浪谱反演原理和机载数据处理技术的基础之上，建立了星载海浪波谱仪的初步数据处理技术和流程，并对星载海浪波谱仪数据处理中用到的平均处理进行了探讨。(本文来源于《国家海洋环境预报中心》期刊2014-06-09）
黄萍[6]（2014）在《海洋波谱仪海浪探测机理及仿真研究》一文中研究指出海洋波谱议是一种专门用来测量海浪方向谱的微波传感器。它工作在小入射角下，通过天线360度扫描，可以用于对海面进行大面积、长时间观测，从而获取海浪方向谱、风速和波高等海面参数信息。本文对小入射角下的海面微波散射理论模型进行分析，研究了海洋波谱议海浪探测的机理，并对星载海洋波谱仪遥感探测海浪谱进行仿真研究，为利用实测数据反演海浪谱及海浪参数做准备。本文首先介绍了海浪谱与海浪研究的关系，强调了海浪谱探测的重要性。然后针对海洋波谱议工作在小入射角的特点，探讨了小入射角的海浪微波散射模型，准镜面散射、双尺度以及叁尺度模型。准镜面散射模型在大入射角时失效，双尺度和叁尺度模型能在整个入射角范围内描述海面散射，相比这几种模型来说叁尺度的结果更接近于实测值。另外，准镜面散射模型的后向散射系数与海面斜率的概率密度成正比，考虑了海面斜率高阶统计特性的非高斯型斜率概率密度分布，能更准确地刻画实际海面，使散射计算更精确。随后本文分析了现有的波谱议海浪探测原理，其要点是准镜面散射以及长波的倾斜调制。最后本文搭建了海洋波谱仪海浪谱探测仿真平台，利用该仿真平台，仿真分析不同海况下的海浪谱反演的性能。仿真结果表明，对于成熟的海浪，波谱仪可反演风速大于10m/s时的海浪谱，而对于未成熟的风浪和涌浪可以探测较小风速下的海浪。波谱议探测效果还和有效波高有关，有效波高越大，反演效果越好。(本文来源于《华中科技大学》期刊2014-02-01）
华蕾[7]（2013）在《海浪波谱仪海浪谱反演研究》一文中研究指出海洋波谱仪是一种以实孔径雷达为基础用于探测海面波浪谱的新型传感器，在小角度入射角下，其天线通过360度扫描，来获得大面积、长时间序列海面的后向散射信号，对这些回波信号进行处理，可以提取海面的波浪谱、风速和波高等海面参数信息。本文对星载海洋波谱仪波浪遥感探测海浪谱进行仿真研究，并对其反演技术进行改进，以提高反演精度，为后继的利用实测数据反演海浪谱及海浪参数打下基础。首先对海浪波谱仪的探测机理作了详细论述。在小入射角入射时，海浪波谱仪的后向散射主要是准镜面反射；因为长波的存在，通过倾斜调制机理（倾斜调制传递函数），建立海面回波调制功率谱密度与波浪的波陡谱的线性关系，由波浪的波陡谱中可以提取出海浪的参数信息。然后详细介绍建立海洋波谱仪波浪探测海浪谱仿真平台的详细步骤和仿真质量指标。根据星载系统参数，对海洋波谱仪海浪遥感进行仿真。最后对海浪波谱仪海浪谱反演技术从叁个方面进行了改进，主要是引入非高斯型的波谱仪探测机理，对倾斜调制函数估计方法进行改进，以及优化调制谱估计算法。仿真结果表明，波谱仪在仿真结果表明，波谱仪在有效波高>1m时，能够正确测量波浪谱。运用本文的海浪波谱仪改进海浪谱反演方法后，可以增加反演调制谱与参考调制谱的相关性，减小反演的积分误差，更适合用于海浪谱的反演。(本文来源于《华中科技大学》期刊2013-02-01）
孙展凤[8]（2012）在《波谱仪数据的海浪反演及应用》一文中研究指出海浪是人们十分熟悉却又十分复杂的现象，海浪的研究对海洋工程、海洋开发、交通航运、海洋捕捞与养殖等活动具有重大意义。海浪方向谱用于描述海浪内部能量相对于频率和方向的分布，是海浪研究中的重要概念。海浪波谱仪为专门用于海浪谱探测的新型遥感器，它的出现弥补了现阶段对海浪观测的不足。海浪波谱仪为采用小入射角、窄脉冲、圆锥形波束扫描的真实孔径雷达，可探测海面波长大于30-40m的波浪，其探测海浪谱的原理为探测海面由长波倾斜引起的雷达后向散射截面的变化，通过方位向360°旋转的波束获取海浪的方向信息。本文基于机载C波段全极化海浪波谱仪－STORM系统数据，对其风场、波浪场的反演过程进行了分析，并将反演出的海浪谱与第叁代海浪模式SWAN模式的输出结果及位于试验区域的浮标数据进行了对比分析，对比结果显示，当海面较为平静时，长波对雷达后向散射截面的调制较弱，此时，信噪比也较小，不利于反演海浪谱，波谱仪对海浪的探测结果较差；海浪的多峰特征对波谱仪探测结果的影响还需要进一步的分析验证。海浪是海洋上混合层和跃层形成的关键因素，现今的海流模式不能很好地模拟海洋上混合层与跃层特征的一个重要原因就是没有考虑由于海浪的涡动混合引起的海洋上混合层能量的变化。本文利用从反演出的海浪谱获取的各种海浪要素，对基于波谱仪数据的海浪在上层海洋混合作用和能量输入估算算法进行了探讨。海气相互作用强烈地影响着上层海洋及大气底边界层的结构,海气通量反映了海洋与大气之间的相互联系与反馈机制,在浪-流耦合模式、表面波与流的预报中有着重要的意义。本文对基于波谱仪数据的海气交换通量估算算法进行了分析，将由海浪谱数据得到的有效波高、有效周期和主波波长等波浪参数直接引入海气通量参数化方案中，替代原方案中根据10米风速利用经验公式推算有效波高和有效周期的过程，由此，将海浪波谱仪提供的海浪谱数据引入到海气交换通量的估算中。(本文来源于《中国海洋大学》期刊2012-06-07）
黄琼,丁虎,黄勇[9]（2011）在《一种用于海浪方向谱探测的星载微波海洋波谱仪系统》一文中研究指出海浪方向谱探测在海战场环境监测、灾害预报、海洋工程建设等方面具有广泛的应用前景。高度计和合成孔径雷达是目前主要采用的星载海浪遥感测量手段,但在海浪方向谱反演能力及计算效率上难以满足要求。提出了一种利用相控阵作为馈源实现不同入射角波束的星载微波海洋波谱仪系统,介绍了其基本工作原理、系统组成和工作状态,研究了针对波谱仪的海浪方向谱反演算法,并给出了方向谱反演仿真结果。(本文来源于《制导与引信》期刊2011年03期）
宋莎莎[10]（2011）在《机载波谱仪海浪谱反演方法研究》一文中研究指出海浪是发生在海洋表面的一种小尺度的风生重力波，海浪谱是随机海浪的重要统计性质，是研究海浪的有效工具，在海浪理论研究、海浪预报和海洋工程应用等方面具有重要意义。目前应用于大范围海浪谱测量的主要是合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR），但是由于SAR成像过程中可能发生的扭曲和方位向聚束效应，大大降低了海浪谱的反演精度。波谱仪作为一种专门的海浪谱测量雷达，具有调制函数简单、反演方法直接和反演精度高的特点，特别适用于海浪谱的业务化监测。目前的波谱仪主要是机载雷达系统，本文基于在渤海海域开展的机载波谱仪实验进行海浪谱反演的研究，为星载波谱仪的业务化运行提供技术支持。论文的主要工作包括基于机载波谱仪数据的海浪谱反演方法研究和海浪谱反演结果的比对及影响因素分析两部分内容。在基于机载波谱仪数据的海浪谱反演方面，根据实验采用的脉冲技术，在国外数据处理流程的基础上进行一定的修改和简化，确定了数据的提取方法，推导了将渤海波动近似为浅水波时频谱和波数谱的转换关系式；给出不同方位向上海浪谱的变化和飞行方向上各圈数据反演的海浪谱的差别，表明海浪谱方位向平均和飞行方向平均的必要性，并在此基础上进行了海浪谱平均和有效波高等参数的提取。在海浪谱反演结果的比对及影响因素分析方面，将机载实验海浪谱反演得到的有效波高与Jason-1，Jason-2高度计的有效波高数据进行了定性比较分析，并根据比对结果，开展了数据定标、平台高度和调制谱修正等海浪谱反演影响因素的分析，为改善海浪谱反演结果提供参考。(本文来源于《国家海洋局第一海洋研究所》期刊2011-06-01）
海浪波谱仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
波谱仪作为一种新兴的专门探测海浪的遥感设备,不仅有效的弥补了SAR反演海浪谱的诸多不足,同时,其调制函数简单、方位向截断效应小、不需要额外数据输入等优势,使波谱仪逐渐成为探测海浪的重要遥感手段。本文基于北京遥测技术研究所BRIT机载波谱仪和法国CNES STORM机载波谱仪数次飞行试验数据,对比了二者在数据处理过程中的异同,评估了国产BRIT机载波谱仪数据质量;重点分析了微波海浪后向散射特性,包括小入射角下海浪平均后向散射系数、各向异性、不对称性和海浪谱方位向分布函数以及不同去噪方法对海浪后向散射特性的影响;实现了机载波谱仪海浪谱反演算法,进一步提取了有效波高等参数,并利用实测浮标数据和ECMWF再分析数据对反演结果进行了定量评价,本文的研究成果主要有以下几个方面:(1)在低风速条件下,海浪平均后向散射系数值基本不随风速变化,而海浪后向散射系数不对称性和各向异性与风速呈正相关。对于某一风速条件下,海浪平均后向散射系数值随入射角增大逐渐减小直至某一定值,此后不再随入射角变化,不对称性随着入射角增大呈现缓慢增长的趋势,且增长趋势越来越不明显,最后稳定在一定值,各向异性随着入射角增大呈现缓慢增长的趋势,且增长趋势越来越明显;(2)海浪谱方位向分布函数是方位角度与波数的函数,在已有经典方位向分布函数模型中,不论在顺风向或者逆风向、K=K_p或者K＞K_p情况下,Donelan-Banner模型与实测数据最吻合;(3)在叁种去噪方法中,数学法计算得到的斑点噪声最小,约为0.2 dB,其次为阈值法,约为0.4 dB,且二者方位向分布特性完全一致,斑点噪声值不随方位向变化。与二者不同的是,交叉谱法计算得到的斑点噪声值约为2.5 dB,远远大于数学法和阈值法,且其方位向分布呈双峰分布特性;(4)机载波谱仪可以实现高精度海浪谱反演,其中有效波高反演精度绝对误差平均值约为0.26 m,相对误差约为7.18%,最大绝对误差约为0.41 m,最大相对误差约为11.5%,完全符合海浪反演精度要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
海浪波谱仪论文参考文献
[1].孟齐辉.星载波谱仪海浪方向谱反演仿真研究[D].华中科技大学.2017
[2].王晓晨.机载波谱仪海浪谱反演方法研究[D].中国石油大学(华东).2016
[3].尹巧华.基于机载波谱仪数据的海浪斜率与海浪方向谱反演研究[D].华中科技大学.2016
[4].储小青,何宜军.海浪波谱仪微波散射模型[J].广西科学.2015
[5].李龙龙.海浪波谱仪的数据处理技术研究[D].国家海洋环境预报中心.2014
[6].黄萍.海洋波谱仪海浪探测机理及仿真研究[D].华中科技大学.2014
[7].华蕾.海浪波谱仪海浪谱反演研究[D].华中科技大学.2013
[8].孙展凤.波谱仪数据的海浪反演及应用[D].中国海洋大学.2012
[9].黄琼,丁虎,黄勇.一种用于海浪方向谱探测的星载微波海洋波谱仪系统[J].制导与引信.2011
[10].宋莎莎.机载波谱仪海浪谱反演方法研究[D].国家海洋局第一海洋研究所.2011