[發明專利]一種海雜波圖像下基于最小區間思想的海浪主波周期反演方法

有效

• 申請號: 201410317419.X
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104062635B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 王淑娟;沈繼紅;霍俊男;戴運桃;盧志忠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于海雜波圖像下海浪參數分析技術領域，具體涉及一種海雜波圖像下基于最小區間思想的海浪主波周期反演方法。

背景技術

海浪是最為常見的海洋波動現象，它是海洋環境中影響最大且最復雜的因素之一，因此對海浪的觀測研究十分重要，特別是在海洋軍事技術和海上航行安全等領域。隨著雷達技術的發展，特別是航海雷達技術的進步為觀測海浪提供了重要的工具。

利用航海雷達采集的海雜波信號反演海浪參數時，需要解決兩個關鍵問題：一是要獲得海浪譜，二是利用統計公式計算相應的海浪參數。對于海浪來說，其自身一個明顯的特征就是服從色散關系方程，因此，可以利用帶通濾波器將符合色散關系的區域提取出來，從而得到相應的海浪譜。首先，基于連續采集的32幅海雜波圖像選取待處理的數據框區域，并進行三維傅立葉變換獲得三維圖像譜F⁽³⁾(k_x,k_y,ω)。其次，基于海浪信號服從色散關系方程的特征，設計帶通濾波器獲得三維海浪圖像譜，并積分獲得二維海浪圖像譜F⁽²⁾(k_x,k_y)。但，這并非是海浪譜，從雷達圖像譜到海浪譜的轉換關系是非常關鍵的，直接影響到海浪參數反演的精度，這個轉換關系通常用調制傳遞函數|M(k)|²來描述，即二維海浪波數譜可通過如下公式獲得

E⁽²⁾(k_x,k_y)＝|M(k)|²F⁽²⁾(k_x,k_y)

最后，計算海浪的頻率方向譜，具體計算公式如下：

E(f,θ)=k2π∂k∂ωE(2)(kx,ky)---(1)]]>

在獲得海浪頻率方向譜之后，便可以利用相應的統計公式計算海浪參數，如主波周期、主波波向等。對于主波周期的計算方法如下：首先，對(1)式進行積分得海浪一維頻譜

S(f)=∫02πE(f,θ)dθ]]>

從S(f)中得到波峰周期T_p

T_p＝1/f_p

其中，f_p對應S(f)中能量最大的位置，可以由下面公式計算得出：