基于星载激光测高仪回波的海洋表面风、浪特性反演方法

摘要

发明涉及基于星载激光测高仪回波的海洋表面风、浪特性反演方法。本发明首先对星载激光测高仪回波波形进行预处理和特征提取，再建立提取的回波参数与海洋表面的风、浪场之间的数学关系，即可根据回波参数来反演计算海洋表面波浪斜率、波高和海洋表面风速。由于激光光束具有远小于微波波束的发散角的特点，因此通过星载激光测高仪回波脉宽反演海面风速，与目前普遍应用的由微波雷达测高仪的雷达散射截面反演风速方法相比，具有更高的脚点定位精度和空间分辨率。

主权项

一种基于星载激光测高仪回波的海洋表面风、浪特性反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设定采样点数以及窗口长度，利用GLAS测高仪系统获取海洋回波波形信号后，计算信号标准差δs；并计算回波白噪声标准差δn；根据得到的δs和δn获取高斯滤波器宽度σ；所述高斯滤波函数为： h ( t ) = 1 2 π σ exp ( - t 2 2 σ 2 ) 其中，σ为滤波器宽度，exp()为指数函数，t为横坐标时间轴；步骤2，由所得高斯滤波器宽度σ通过连续型高斯滤波器基于高斯滤波函数进行采样并归一化处理，得出离散高斯滤波器参数序列hk；步骤3，根据步骤2中得到的离散高斯滤波器参数序列hk获取滤波后信号；步骤4，对步骤3中滤波后信号做参数提取，得到单高斯回波的峰值Ai，脉宽σi和重心点Ti位置；步骤5，根据步骤4中得到的脉宽σi，基于测高仪系统参数：测高仪轨道高度z，光束发散角θT，发射脉冲宽度σf，接收系统展宽σh和真空光速c，获取海平面上方风速w,计算海平面上方风速w公式如下： σ i 2 = σ h 2 + σ f 2 + 4 c 2 σ ξ 2 + σ r 4 c 2 z 2 = σ h 2 + σ f 2 + 4 c 2 ( 0.016 w 2 ) 2 + 4 z 2 c 2 ( tan - 2 θ T + 2 / ( 0.003 + 0.00512 w ) ) - 2 。