海洋遥感之-海面风场概述
海面风场微波遥感仿真与GPS海面风场反演方法试验的开题报告
海面风场微波遥感仿真与GPS海面风场反演方法试验的开题报告一、研究背景海面风场是海洋边界层中最活跃的过渡区，对海洋环流、海气交换等过程具有重要影响。
目前，海面风场的测量主要依赖于卫星遥感技术和现场测量技术，其中，在卫星遥感技术中，微波遥感是一种常用的测量手段，可以通过海面微波反射率来反演海面风场。
微波遥感技术测算海面风场的准确性和可靠性受到海面波浪和散射体等干扰的影响较大。
为此，需要对海面风场微波遥感仿真进行研究，从而验证遥感方法的可行性，以提高对海面风场的测量精度。
另外，GPS海面风场反演方法是一种新兴的海面风场测量手段，它可以利用GPS 信号中海洋反射信号的时延和幅度特性，反演出海面风场的速度、方向等参数信息。
然而，这种方法的可行性和适用性还需要进行深入的研究和实验。
因此，本研究将重点探讨海面风场微波遥感仿真及GPS海面风场反演方法，旨在提高海面风场测量的准确性和可靠性。
二、研究内容1.根据海面波浪和散射体等因素的干扰特性，建立海面风场微波遥感仿真模型，从而验证微波遥感方法反演海面风场的可行性和精度。
2.探究GPS信号反射特性与海面风场参数的关系，并建立GPS海面风场反演方法模型，评估该方法在实际海洋环境中的适用性和精度。
3.基于以上研究成果，比较海面风场微波遥感和GPS反演方法的优缺点，探讨它们在海面风场测量中的应用前景和优化方向。
三、研究方法1. 设计合理的微波遥感海面风场仿真实验方案，包括选择适用的微波遥感装备，建立仿真模型等。
2.采集和分析GPS信号，对海面反射信号的幅度和时延特性进行分析，建立最小二乘反演模型。
3. 使用计算机编程语言，编写并运行海面风场微波遥感仿真模型和GPS海面风场反演方法模型，并分析实验结果。
四、研究意义本研究将探究海面风场微波遥感仿真与GPS海面风场反演方法试验的可行性和精度，为海面风场测量提供了一种新的思路和方法。
此外，本研究还可以为海洋科学研究、气象监测和海洋环保等领域提供更为准确和可靠的海面风场数据支撑，对促进我国海洋强国建设具有重要意义。
海洋遥感知识点总结
海洋遥感知识点总结本文将从海洋遥感技术的基本原理、常用遥感技术和海洋遥感的应用领域等方面进行详细的介绍，并结合一些实际案例，希望可以为读者对海洋遥感技术有一个更全面的了解。
一、海洋遥感技术的基本原理海洋遥感技术是通过传感器对海洋进行观测和测量，然后将获取到的数据传输到地面处理系统进行分析，从而得到关于海洋的信息。
传感器可以是搭载在卫星上的遥感仪器，也可以是在飞机、船只等平台上安装的探测设备。
遥感技术主要依靠电磁波在大气和海洋中的传播和反射特性来获取海洋信息。
具体而言，通过用不同波段的电磁波对目标进行监测和探测，再利用电磁波与目标反射或散射作用时的特性来获取目标物体的信息。
遥感技术主要包括被动遥感和主动遥感两种方式。
被动遥感是指通过接收目标物体所发出的自然辐射或反射的电磁波，比较常用的是太阳辐射。
而主动遥感是指通过发送特定频率的电磁波到目标物体上，然后将目标物体发射的辐射或反射返回的信号进行分析。
被动遥感和主动遥感一般配合使用，可以获取更加全面的目标物体信息。
二、常用的海洋遥感技术1. 被动微波遥感被动微波遥感是通过接收海洋表面微波辐射来获取海洋信息的一种遥感技术。
微波辐射可以在大气中穿透，因此即使在云层遮挡的情况下，也可以对海洋进行探测。
被动微波遥感技术可以用来测量海洋表面温度、海洋表面风速、盐度等信息，对海洋动力学和大气海洋相互作用研究有着重要的意义。
2. 被动光学遥感被动光学遥感是通过接收海洋表面反射的太阳光来获取海洋信息的一种遥感技术。
光学遥感可以测量海洋表面的叶绿素浓度、海水透明度、沉积物含量等信息，可以用于海洋生态系统监测和海洋污染监测等方面。
3. 合成孔径雷达遥感合成孔径雷达（SAR）是一种主动遥感技术，通过发送微波信号到海洋表面，然后接收被海洋表面物体反射的信号，来获取海洋表面的信息。
SAR可以用来监测海洋表面风场、海洋表面粗糙度、海洋污染等信息，对海上风暴预警、海洋污染监测等具有重要的应用价值。
海洋风场的物理特性及其对海洋运输的影响
海洋风场的物理特性及其对海洋运输的影响海洋风场是指大气中风的运动状况，它不仅在大气层中产生变化，还在海洋表面产生明显的影响。
本文将讨论海洋风场的物理特性以及它对海洋运输的影响。
一、海洋风场的物理特性海洋风场受多种因素的综合影响，包括地球自转、地理环境、季节变化和大气压力等，产生了多样化的特性。
1. 风向和风速海洋风场的首要特性是风向和风速的变化。
风向是指风来自的方向，通常用北、东、南、西四个方向来表示。
而风速则是指单位时间内风的移动速度，常用于描述风的强弱程度。
海洋风场可以呈现出旋转、销散、聚集等不同的风向和风速特点。
2. 风的季节性变化海洋风场的特性受季节性变化的影响较大。
夏季和冬季的海洋风场会出现较大的差异。
例如，在夏季，气温升高，海洋表面温度相对较高，这会导致海洋风场呈现出偏向洲岸的风向和相对较强的风速。
而在冬季，海洋风场则会呈现出远离洲岸的风向和较弱的风速。
3. 风场的空间分布海洋风场的空间分布不均匀。
通常来说，海洋近岸的风场变化较为复杂，受地形和海洋表面摩擦力的影响较大。
而远离岸边的海洋风场则较为平均稳定，受地理环境的影响较少。
二、海洋风场对海洋运输的影响海洋风场的物理特性对海洋运输产生着重要的影响。
1. 船舶安全性海洋风场的风速对船舶的安全性具有重要意义。
强风和暴风往往会引发海上风暴，给船舶航行带来很大的困难和危险。
因此，航行过程中的海洋风场信息对船舶的航行安全具有重要参考价值。
2. 航线选择与船速控制海洋风场的风向和风速变化对航线的选择和船速的控制提供了重要的依据。
在面对不同风场的情况下，船舶可以选择更优的航线，避开强风区，减少航行时间和油耗，提高效益。
同时，良好的风场信息还可以帮助船舶规避恶劣天气，选择合适的航速，提高航行的稳定性和效率。
3. 货物运输效率海洋风场的风速和风向变化直接影响着船舶的行驶速度。
对于长途海洋运输来说，风速的变化不仅会对船舶的航行速度产生影响，还会引发对海洋海浪大小和方向的变化。
海上风场 利用风能的新阶段
海上风场利用风能的新阶段海上风场——利用风能的新阶段近年来，随着全球对可再生能源的需求不断增加，海上风场作为一种利用风能的新阶段正逐渐兴起。
海上风场以其独特的地理位置和丰富的风能资源，成为可再生能源领域的热点项目。
本文将就海上风场的定义、优势、发展现状以及未来前景进行探讨。
一、海上风场的定义海上风场是指建在海洋上的大型风力发电设施，通常由多个风力涡轮机组成，并通过电缆将发电的电能输送到陆地上。
相比陆上风力发电厂，海上风场具有更稳定的风能资源以及更大的发电潜力。
海上风场一般布置在离岸几公里到数十公里的海域，其中浅水海域常用固定式平台，而深水海域则采用浮式平台。
海上风场的建设需要充分考虑風浪、海流、冰冻、盐蚀等因素，因此工程技术难度较高。
二、海上风场的优势1、丰富的风能资源：海上风场通常位于开阔的海洋区域，可以获得更加强劲、稳定的风力资源。
根据气象数据统计，相比陆地风场，海上风场的平均风速更高，这意味着更大的发电潜力。
2、空间利用率高：不同于陆地风场需要占用大片土地，海上风场可以利用广阔的海域，避免对陆地资源的占用。
此外，海上风场的布置不受地形和建筑物的限制，能够更充分地利用风能资源。
3、减少视觉和环境影响：相比陆上风力发电站，海上风场不会对地貌和景观产生明显影响，对周边环境和生态系统的干扰也较小。
这使得海上风场在环境保护方面具有明显优势。
三、海上风场的发展现状目前，海上风场已经成为可再生能源领域的重要发展方向，尤其在北欧国家和中国等地。
据国际能源署的统计数据，全球海上风电装机容量从2000年的2.5GW增长到2019年的29.1GW，年均增长率达到了34%。
北欧国家是海上风场的先驱者之一。
丹麦和英国等国家以其丰富的风能资源和先进的技术经验，已经建设了一批规模庞大的海上风场，并取得了显著的经济和环保效益。
中国已经成为全球海上风电装机容量增长最快的国家之一。
中国海上风电的发展始于2007年，截至2019年底，中国已建成海上风电装机容量超过6GW。
(完整版)海洋遥感总结
（赤潮，油污水中物质组合）（括号中可不记）
22.①吸收系数：
a() lim A()
r0 r
(m1)
（上式各量意义自记） ②散射系数：
b() lim B()
r0 r
(m1)
（上式各量意义自记）
③衰减系数：吸收
系数与散射系数之 和
c() a() b()
(m1)
（上式各量意义自记）
④体散射函数：每单位距离，每单位角度光谱散射比的极限。
厄尔尼诺是热带大气和海洋相互作用的产物它原是指赤道海面的一种异常增温现在其定义为在全球范围内海气相互作用下造成的气候异2海洋资源调查的需要海洋是人类最大的资源宝库是全球生命支持系统的基本组成部分海洋资源的重要性促使人们采用各种手段对其进行调查研究海岸带是人类赖以生存和进行生产活动的重要场所海岸带资源的相关调查对于沿海资源的合理开发与利用非常重要3海洋遥感在海洋研究中的重要性海洋遥感具有大范围实时同步全天时全天候多波段成像技术的优势可以快速地探测海洋表面各物理量的时空变化规律
5.海面粗糙度判据:与波长和入射角有关 6.辐射能量Ｗ：以电磁波形式向外辐射的能量，单位为焦耳（J） 7.辐射通量（Radiant flux、辐射功率）Φ：单位时间内通过某一面的辐射能量，单位是 瓦/微米（W/μm），表示为：Φ=dｗ /dt。 8.总辐射通量：为各波段的和（积分）。 9.辐射通量密度 E′：单位时间内通过单位面积的辐射能量/通过单位面积的辐射通量，表 示为： E′=d Φ/dt，单位是瓦/米 2·微米（W/m 2·μm ）。 10.立体角（Solid angle)：为圆锥体所拦截的球面积σ与半径 r 的平方之比，表示为： Ω
= σ/r2。（单位用球面度（Steradian，简写为 Sr）表示，球面面积为 4πr2 的球， 其立体角为 4π球面度。 ） 11，辐射强度（Radiant intensity）I：是描述点辐射源的辐射特性的，即指点辐射源在 某一方向上单位立体角内的辐射通量，单位是瓦/球面度·微米（W/Sr·μm ）。表示为 ： I=d Φ/dΩ。（辐射强度 I 具有方向性，因此 I(θ)是θ的函数。对于各向辐射同性辐射源， I=
海上风场 海洋能源的新起点
海上风场海洋能源的新起点海上风场——海洋能源的新起点随着全球能源需求的不断增长，可再生能源成为各国追求能源可持续发展的重要选择。
而海洋能源作为一种广阔的可再生能源资源，正逐渐成为关注的焦点。
海上风场作为利用风能发电的一种方式，被视为海洋能源的新起点。
本文将从海上风场的定义、发展现状以及前景展望等方面进行探讨。
一、海上风场的定义海上风场是指建设在海洋上的风力发电场，利用海上的风能产生电力。
相较于陆上风电场，海上风场具有更大的容纳量、更稳定的风速和更高的电力利用率。
海上风场通常由风力涡轮发电机组成，涡轮机的旋转运动转化为电能，通过电缆将电能传输至陆地。
二、海上风场的发展现状1. 全球发展概况海上风场的发展起步较晚，但近年来取得了突破性进展。
全球范围内，欧洲是海上风场发展最为成熟的地区。
截至2019年，全球已建设的海上风场容量超过20万兆瓦，其中欧洲占比最大，占全球总装机容量的85%以上。
2. 中国的发展现状中国作为全球最大的风力发电市场，对海上风场的发展寄予了厚望。
目前，中国已建设了一批示范性的海上风场，如福建厦门海上风电场、上海东海大桥海上风场等。
同时，中国政府也积极推动海上风场项目的发展，并鼓励国内企业加大研发和投资力度。
三、海上风场的优势1. 巨大的潜力海上风能资源相较于陆地更加丰富，风速更加稳定，因此具有巨大的开发潜力。
根据国际能源署的数据预测，海上风电在全球能源供应中的比重有望在2030年达到4%，2020年至2030年期间，海上风电装机容量预计将翻番。
2. 环境友好海上风场利用风能发电，没有排放污染物，对环境的影响较小。
与传统燃煤发电方式相比，海上风场能够显著减少二氧化碳和其他温室气体的排放，对于减缓气候变化具有积极意义。
3. 空间利用率高相较于陆地风电场，海上风场在空间利用率上具有明显的优势。
由于海上没有地形限制，可以充分利用海洋的广阔空间布置风力涡轮机，从而提高风能利用率和发电效益。
海洋遥感概述
NASA使用MODIS在2000年11月对全球海洋叶绿素浓度（mg/m3）分布的观测
图中红色代表高浓度，绿色代表中等浓度，蓝色代表 低浓度。图中显示了蓝色的热带海洋只有很低的叶绿 素浓度，故被称为“海中沙漠”。
赤潮监测
利用HY-1A卫星资料进行海洋赤潮监测是HY-1A卫星的重要任务之一，通 过对海洋赤潮的监测，展示HY-1A卫星在海洋环境监测中的应用能力，为 我国海洋防灾减灾服务。对2002年6月15日、9月3日发生在渤海、华东 沿海和黄海赤潮进行监测，得到赤潮发生的地理位置和区域大小数据， 为海洋环境保护管理提供了科学依据。
对于海洋研究的重要性
• 海洋观测难度大，因此更依赖于卫星 遥感观测 • 在全球气候变化、大洋环流、赤潮监 测等多个领域具有重要作用 • 发展前景看好，对于考研以及今后的 个人发展具有重要意义。
我国的海洋遥感
• 2002年5月15日，中国第一颗海洋卫星 （“海洋一号A”）在太原卫星发射中心由 长征火箭发射升空，结束了中国没有海洋 卫星的历史。 • 2007年4月11日，装备更为精良的“海洋一 号B”卫星，由长征二号丙运载火箭在太原 卫星发射中心成功发射升空。 • 2011年8月16日，中国在太原卫星发射中心 用“长征四号乙”运载火箭，将中国第一 颗海洋动力环境监测卫星“海洋二号”成 功送入太空。
资源开发：二十一世纪是海洋的世纪，海洋蕴藏着巨大的资源与能源，
人类早已经认识到占地球表面70.8％的海洋对人类的作用和重要性。开发利 用海洋资源，日益成为国际竞争的重要领域。
人们预测，二十一世纪人类社会的经济发展将更加依赖海洋实际价值的利 用，海洋经济将会以更高的速度发展，人类在充分开发利用海洋的同时，更 加重视海洋资源和环境的保护以求持续发展，这是海洋事业发展的总趋势。
遥感技术在气候变化监测中的应用
遥感技术在气候变化监测中的应用一、引言随着全球气候变化的不断加剧，对气候变化的监测与评估变得越来越重要。
遥感技术凭借其独特的优势，成为气候变化监测的重要工具。
本文将重点讨论遥感技术在气候变化监测中的应用。
二、遥感技术概述遥感技术是通过感知地面目标并获取相关信息的一种远距离观测技术。
它能够以非接触、广域和高时空分辨率的方式获取地表信息，包括地表温度、植被覆盖度、海洋表面温度等。
通过遥感技术，可以对全球范围内的气候变化进行实时监测和评估。
三、遥感技术在气象监测中的应用1.地表温度监测遥感技术可以通过监测地表温度来评估气候变化的状况。
利用热红外遥感数据，我们可以获取地表温度的时空分布特征，进而分析和监测气候变化对地表温度的影响。
2.降水量监测遥感技术可以通过监测云的特征和云的辐射属性来估算降水量。
这种技术可以提供全球范围内的高时空分辨率的降水数据，为气候变化研究提供了重要依据。
3.风场监测利用遥感技术，可以通过测量地面上的风向和风速来估算大气风场的分布。
这对于理解气候变化和制定应对气候变化策略具有重要意义。
四、遥感技术在海洋气候监测中的应用1.海表温度监测海表温度是气候变化的重要指标之一，也是全球气候变化研究的热点问题之一。
遥感技术可以通过监测海洋表面的热辐射来估算海表温度的时空分布，为海洋气候变化研究提供重要数据支持。
2.海洋风场监测海洋风场是海洋环流和气候变化的重要驱动因素。
利用遥感技术，可以通过测量海面上的风向和风速来估算海洋风场的时空分布，进而推测海洋环流和气候变化的演变规律。
五、遥感技术在极地气候监测中的应用极地是全球气候变化最敏感和最易受影响的地区之一。
遥感技术在极地气候监测中具有得天独厚的优势。
通过遥感技术，可以获取极地地区的冰雪覆盖情况、海洋温度和植被变化等信息，为极地气候变化的研究提供重要数据支持。
六、遥感技术在应对气候变化中的意义与挑战1.意义遥感技术可以提供全球范围的高时空分辨率的气象和海洋数据，为气候变化监测和评估提供重要依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/5/6
6.1 概述
2.海面风场遥感测量的波段与传感器
• 可见光、红外遥感方法 • 微波散射计 • 微波辐射计 • 高度计 • SAR
2020/5/6
6.1 概述
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（3）实际应用的风矢量反演模式
0 U , , a0 U , a1U , cos a2 U , cos2
由以上可见，模式函数是风速、风向、入射角、天 线极化方式等参数的非线性函数，加上后向散射系数 测量噪声的影响使得无法利用模式函数直接获得风矢 量信息。
3.海面风场微波遥感测量的原理
• 风速测量- 微波传感器不能直接测量海面风矢量，
微波测量海面风速是基于海面的后向散射或亮温与海 面的粗糙度有关，而海面粗糙度与海面风速之间具有 一定的经验关系而进行的。
• 风向测量- 对同一海域不同入射角的资料进行分析，
可获得风向分布信息。
用于描述雷达后向散射系数与海面风矢量(风速和风向) 之间的经验关系称为风场反演的地球物理模式函数。
可通过其它方式如模式风场、现场观测数据、浮标数 据等来配合风向的确定。
2020/5/6
图像
风矢量
图像谱
2000/11/15 UTC 09:44 RADARSAT SAR反演的海面风场
2020/5/6
（4）SAR反演海面风速误差分析
利用合成孔径雷达SAR图像反演高分辨率的海面风 矢量的误差主要与经验模式函数、风向、入射角和后 向散射系数有关。 • 入射角可准确计算，其影响较小； • 误差随风速的增大而增大； • 图像上的噪声造成后向散射系数的误差，从而影
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
※ 模式函数研究进展
• SASS-1模式函数 • SASS-2模式函数 • NSCAT-1模式函数 • NSCAT-2模式函数 • QSCAT-1模式函数 • Ku-2001模式函数
• CMOD1-12模式函数 • CMOD-IFR2模式函数
模式函数一般采用统计 的方法经验获得。
2020/5/6
6.3 SAR获取海面风场信息
2.SAR获取海面风场的原理
SAR在波束入射角20～70的情况下，所接收来自 海面的后向散射主要为Bragg散射，其中风是影响后向 散射的主要因素之一。
根据风速与雷达后向散射系数之间的关系，可进 行风速的反演；利用SAR图像上与风向有关的“风条纹” 结合气象预报模式结果或者现场测量数据，可获得风向 信息。
0 10 log 10[(DN 2 A1 ) / A2 ]
雷达后向散射系数与雷达亮度的关系为：
0 0 10 log 10 (sin )
arccos( h2 R2 2rh )
2rR
为雷达入射角；A2 为输出定标增益； A1为偏移量
h为卫星轨道高度；r为地球半径；R为斜距。
2020/5/6
[DN]2
Costant
0
Costant
0 sin
Costant( ) 0
后向散射系数与DN值之间的关系为：
0
[DN]2 K
sin sin ref
K为校准常数
2020/5/6
ref 为参考入射角23° 为入射角
（1）图像辐射定标
• RadarSat SAR数据
雷达亮度与DN值的的关系为：
（2）CMOD模式函数
CMOD-IFR2 模式函数较为常用-只适合于VV极化：
0 VV
10 log(10ab
U10 [1 b1 cos(
) b2 cos 2( )])
0 - 后向散射系数； U10 - 海面上10米高度处风速； , - 风向和雷达天线方位角； VV - 垂直极化；
对此，技术上主要采用中值滤波方法进行多解消 除处理。
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（5）风向多解消除-矢量中值滤波
Eijk
1 Lij k
ih jh
p
Wm'n' Aij k U mn
mih n jh
对于每个窗口，计算中心点的滤波函数值，用最小值Uij所对应的 风矢量代替方程中的Umn，重复计算滑动窗口，直到Uij=Umn。
2020/5/6
6.3 SAR获取海面风场信息
3.SAR获取海面风场的流程
校准
CMOD模式函数
SAR图像
SAR后向散射 系数
海面风矢量
风向信息
模式风场
2020/5/6
（1）图像辐射定标
• ERS SAR数据
雷达后向散射系数与雷达亮度的关系： 0 0 sin
DN值与雷达亮度和后向散射系数的关系：
1/ 2
sin1/ 2
cos4
gij ( ) 1/ 2 (ug 1k )1/ 2
可见，后向散射系数随摩擦风速u线性增长。
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
2.测风原理
（3）海面高度z处风速的计算：（Monin-Obukhow方程）
U (z)
us
u ka
[ln(
z z0
)
( z
• 1999年QuikSCAT卫星的SeaWinds散射计提高了测量 精度。
目前测量风速范围在4～24m/s，精度为±2m/s或10％，风向 范围0～360°，精度±20 °。
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
2.测风原理
微波散射计（Ku波段和C波段的微波散射计）通 过测量海面微波后向散射系数，根据它与海面风矢量 的经验模式函数来反演海面风场。
所以，需要其它方法的配合进行风矢量求解。
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（4）实际求解中的最大似然反演法
最大似然估计的目标函数：
J
N
i 1
oi m w,i 2
Var
m
i
ln Var m i
oi 后向散射系数的测量值
m w,i 后向散射系数的模式预测结果
z0 L
)]
us为海面风速，ka为Karman常数（常取0.4），z0可用 经验关系式表达，ψ为考虑大气稳定性的修正值，L为M-O 长度。
可见，后向散射系数与海面风速具有较大相关性。
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
2.测风原理
（4）后向散射系数与风向之间的关系：
在风速固定的条件下，后向散射系数在逆风观测 时最大，顺风其次，而横风最小。
海洋遥感之——海面风场 概述
The Oceanic Remote Sensing
2020/5/6
目录
概述 微波散射计测量海面风场 SAR获取海面风场信息 其它方法测量海面风速
2020/5/6
6.1 概述
1.海面风场测量的意义
海面风场测量对于海洋环境数值预报、海洋灾害监 测、海气相互作用、气象预报、气候研究等都具有重要 意义。
Kuห้องสมุดไป่ตู้段的模式函数
C波段的模式函数
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（2）风矢量反演模式-常用：
Φ为相对方位角，为风 向和雷达方位角之差。
0 U , , a0 U , a1U , cos a2 U , cos2
a0 0u 0d 2 0c / 4
• 将局部最大值按从大到小的顺序排列,取出前四个对应的风 速、风向作为模糊解。
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（4）实际求解中的最大似然反演法
研究表明，在绝大数情况下，真实的海面风矢量 就是最大似然意义上的第一或第二解，而且这两 个解之间存在180度的方向差。一般情况下，有 60%的最可能风矢量解接近真实风速和风向，大 约30%的最可能解与实际真实风向相反。
主要针对ERS系列卫星的模型，相继开发出了CMOD1-12模型。
CMOD-4（欧空局采用的标准算法）：
0 b0(1 b1cos b3 tan( b2) cos(2 ))1.6
CMOD5-12：
0 10 U10 (1 b1 cos b2 cos2)
2020/5/6
后向散射系数随风速和风向的变化(CMOD4)
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（2）风矢量反演模式
2020/5/6
风速固定时，后向散射系数随相对方位角的变化
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（3）实际应用的风矢量反演模式
• Ku波段 - Morre模式
0 a1U 1 a2U 2 cos a3U 3 cos 2
2020/5/6
6.2 微波散射计测量海面风场
1.发展历史
• 1966年Morre教授提出散射计测量海面风场的概念。
• 1973年Skylab卫星S-193散射计和1978年Seasat-A卫星 SASS散射计的成功经验证实了该技术的有效性。
• 1991年ESA的ERS-1卫星上装载了主动微波探测仪，使 卫星散射计风场测量进入业务化监测的新纪元。
6.2 微波散射计测量海面风场
3.海面风场反演过程
（2）风矢量反演模式 一般情况下，风矢量反演模式表达为：
Φ为相对方位角，与风向
0 f (U ,,...,,i) 和雷达观测方位角有关。
试验基础上，已获得后向散射截面与风矢量之 间具有如下关系：
AU r (1 a cos b cos 2) 式中系数根据经验确定，取决于入射角θ。