[發明專利]雪層覆蓋下海冰的后向電磁散射系數探測模塊

有效

• 申請號: 201210343169.8
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102866171A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 楊永紅;凌霖;張貞凱;奚彩萍
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于微波海洋遙感技術領域，具體涉及一種雪層覆蓋下海冰的后向電磁散射系數探測模塊。

背景技術

通常，海冰是指由海水直接凍結而成的咸水冰，由固體冰、鹵水及含有鹽分的氣泡等組成的混合物。海冰不僅對海洋水文，大氣環流及氣候產生巨大的影響，而且還會直接影響人類的生產、社會及經濟活動，如海冰的漂移及擴散運動可對石油平臺、船舶、航運等造成嚴重威脅。

目前，觀測站、海上監測平臺、破冰船及衛星遙感是海冰監測的主要方法。光波、紅外和微波是主動/被動衛星遙感器常用的輻射源，屬于間接測量方法，具有觀測范圍廣的特點。與光波、紅外相比，微波具有不受陽光、云、霧及雨等天氣條件的限制，已在海冰觀測中發揮了重要作用。如ENVISAT、ERS及RADARSAT-2等衛星上搭載的合成孔徑雷達（synthetic?aperture?radar,SAR）。從SAR圖像上可識別出各種不同類型的海冰，并可反演出海冰的厚度，但反演精度還未達到業務化的需要。這主要是由于還未完全掌握海冰對微波的電磁散射機理。

微波對海冰有一定的穿透能力，海冰對微波的電磁散射主要是由冰體中的冰晶顆粒產生的體散射和冰面產生的面散射兩部分構成的。在計算面散射時，主要有近似法和數值法兩種。數值法具有較高的精度，但運算量較大。在近似法中，主要有物理光學法、幾何光學法、KA法、微擾法及雙尺度法，具有運算效率較高的特點。在計算體散射時，通常采用Rayleigh體散射模型。無論是面散射還是體散射，海冰的介電常數是一個重要的物理量，而它又與海冰的物理化學性質密切相關。

研究表明，雪層覆蓋會影響海冰的溫度，這會引起鹵水胞和冰晶顆粒的的溫度、鹽度及密度等性質的變化，從而影響海冰的介電常數。

因此，需要一種雪層覆蓋下海冰的后向電磁散射系數探測模塊以解決上述問題。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術中海冰后向電磁散射探測方法的缺陷，提供一種雪層覆蓋下海冰的后向電磁散射系數探測模塊。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的雪層覆蓋下海冰的后向電磁散射系數探測模塊采用如下技術方案：

一種雪層覆蓋下海冰的后向電磁散射系數探測模塊，包括電磁波參數模塊、雪層覆蓋下海冰參數模塊、環境參數模塊、海冰溫度模塊、海冰鹽度模塊、鹵水胞鹽度模塊、鹵水包密度模塊、鹵水胞體積模塊、海冰體積模塊、雪層覆蓋下鹵水胞體積模塊、雪層覆蓋下海冰體積模塊、海冰介電常數模塊、電磁波穿透海冰深度模塊、雪層覆蓋下海冰后向體散射系數、雪層覆蓋下海冰后向面散射系數模塊和雪層覆蓋下海冰總后向散射系數模塊；

所述海冰溫度模塊、所述海冰鹽度模塊、所述鹵水胞鹽度模塊、所述鹵水包密度模塊和所述鹵水胞體積模塊均連接所述雪層覆蓋下海冰參數模塊和所述環境參數模塊；

所述雪層覆蓋下鹵水胞體積模塊和所述雪層覆蓋下海冰體積模塊均連接所述所述海冰溫度模塊、所述海冰鹽度模塊、所述鹵水胞鹽度模塊、所述鹵水包密度模塊和所述鹵水胞體積模塊；

所述海冰介電常數模塊和所述電磁波穿透海冰的深度模塊均連接所述電磁波參數模塊、所述雪層覆蓋下鹵水胞體積模塊和所述雪層覆蓋下海冰體積模塊；

所述雪層覆蓋下海冰后向體散射系數模塊和所述雪層覆蓋下海冰后向面散射系數模塊均連接所述海冰介電常數模塊和所述電磁波穿透海冰的深度模塊；

所述雪層覆蓋下海冰總的后向散射系數模塊連接所述雪層覆蓋下海冰后向體散射系數模塊和所述雪層覆蓋下海冰后向面散射系數模塊；

所述電磁波參數模塊用于探測電磁波參數，所述電磁波參數包括{k,θ，pp}，其中，k為電磁波的波數，θ為電磁波的入射角，pp為發射和接收電磁波極化的方向，取值為hh或vv，分別表示發射和接收均為水平極化或發射和接收均為垂直極化；