改进的X波段雷达测海表面流算法

为了克服传统X波段雷达测表面流算法存在低流速时误差较大和测量结果不稳定的缺点,提出了一种改进的算法。首先使用色散关系带通滤波器滤除海杂波图像谱中非海浪信号;然后使用调制传递函数对剩余海浪图像谱进行非线性校正,得到真实海浪谱;下一步根据结构风险最小化原则,确定支持向量机中海浪谱分量隶属度;最后使用真实海浪谱和隶属度函数的乘积加权最小二乘法进行初始估流和迭代估流。根据实测岸基X雷达数据实验,结果表明改进算法弥补了传统算法中存在的上述缺点,具有较高的测量精度、稳定性和很好的应用价值。     

基于能量函数最优的海表面风向反演算法

针对灰度不变模型(BCM)光流法从海杂波图像中提取海表面风向存在较大误差的问题,根据海杂波图像特点,提出了基于局部灰度和梯度不变模型
(BGCM) 的能量函数最优海表面风向反演算法.首先,将图像灰度不变模型、梯度不变模型和时空平滑约束项有机组合起来,构造能量函数;然后,将能量函数对光流的两分量求偏导,得非线性欧拉-拉格朗日方程组;最后,通过迭代方法求解非线性方程组,得到光流场,求取主海表面风向.应用实测岸基海杂波图像序列进行实验,将BGCM、BCM模型反演的风向与风向标测得风向进行比较,结果表明,BGCM风向具有更高的相关系数和更小的误差,改进算法具有较好的性能.     

色散关系带通滤波器设计

为消除X波段雷达海杂波图像谱中非海浪能量,设计了色散关系带通滤波器（DRBF）.其带宽由测量海域主导波波数和估计的最大相对流速共同确定.根据主导波波数调节滤波器带宽,能使算法较好地适应海浪的特点;DRBF带宽由估计的最大流速调节,解决了传统上依赖实测流速构造DRBF不准确的问题.使用岸基实测雷达图像实验,将DRBF提取海浪谱反演得到的有效波高与现场传感器获得的有效波高进行比较,两者具有很高的相关性和很小的误差,可见设计的DRBF具有良好的性能和较高的可行性.