【摘 要】
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作为一种新型的星载极化合成孔径(SAR)系统,紧缩极化(Compact Polarimetric,CP)SAR能同时获取较丰富的目标极化信息和实现大幅宽观测,在海洋观测领域具有先天的优势。紧缩极化雷达系统工作原理是只发射一种极化的电磁波,同时接收两种极化方式的电磁波,相比于全极化SAR降低了系统设计和维护的复杂度,数据量是全极化SAR的一半,扩大了海浪成像的范围,可以获取更丰富的海浪信息。前人主要
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作为一种新型的星载极化合成孔径(SAR)系统,紧缩极化(Compact Polarimetric,CP)SAR能同时获取较丰富的目标极化信息和实现大幅宽观测,在海洋观测领域具有先天的优势。紧缩极化雷达系统工作原理是只发射一种极化的电磁波,同时接收两种极化方式的电磁波,相比于全极化SAR降低了系统设计和维护的复杂度,数据量是全极化SAR的一半,扩大了海浪成像的范围,可以获取更丰富的海浪信息。前人主要研究利用紧缩极化SAR数据构建伪全极化SAR数据,并且提出了相关的多种算法,但目前仍然存在一些问题。紧缩极化SAR反演海浪参数也是利用构建伪全极化SAR数据和已有的极化SAR海浪反演算法开展的,反演结果明显会受到构建伪全极化误差的影响。鉴于此,我们提出了一种新的直接利用紧缩极化SAR数据反演海浪参数,该算法无需构建伪全极化数据,也无需估算复杂的流体动力调制传递函数。首先利用RADARSAT-2卫星C波段的全极化SAR图像来分别构建CTLR和π/4模式对应的紧缩极化SAR图像,通过CTLR和π/4紧缩极化SAR模式计算任意极化方向角的线极化雷达后向散射截面;然后,直接使用CP SAR数据计算出距离向海浪波斜率和方位向海浪波斜率,并根据距离向和方位向海浪波斜率估算出海浪斜率谱,提取海浪参数信息;最后,将提取的海浪参数与国家数据浮标中心(NDBC)的浮标数据进行对比,结果发现,两种紧缩极化SAR模式的海浪反演算法均相当好,且π/4紧缩极化模式要优于CTLR模式。为进一步探究海面风速以及雷达入射角等因素会对反演海浪参数产生的影响,通过对紧缩极化SAR海浪反演算法结果的对比分析,可以发现,CTLR模式和π/4模式在面对不同因素影响时都表现出相对高的稳定性,且CTLR模式相比于π/4模式在海浪反演过程中稳定性更好。
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