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高频地波雷达海流应用研究

高频地波雷达是近40年来发展起来的可以监测海洋表面动力学参数的海洋遥感设备。其利用海洋表面对高频电磁波的一阶散射和二阶散射机制,可以从雷达回波中提取流场、风场、浪场等海洋动力学参数信息,实现对海洋环境大范围、高精度和全天候的实时监测,是对现有海洋遥感设备和遥感手段的必要补充,被认为是专属经济区内最廉价有效的海洋环境监测手段之一。高频地波雷达观测得到的海流是一定深度的海洋表面的平均海流,经过无数次海上对比验证实验已经证明了高频地波雷达海流观测结果的准确性,目前高频地波雷达海流观测已达到业务化运行水平并在国家各个职能部门中可能发挥重要的作用。国内用于海洋环境监测的高频地波雷达研究开始于1987年。武汉大学在“九五”、“十五”和“十一五”国家863计划的支持下,研制出了成熟的OSMAR(Ocean State Monitoring and Analyzing Radar)系列高频地波雷达产品。本文在国家十二五“863计划”海洋领域重大  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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高频地波雷达海洋动力学参数反演与应用方法研究

近几十年来,基于电磁散射理论的不同频段无线电探测已经发展成为遥感探测领域不可或缺的高新技术。高频地波雷达作为超视距高频雷达的一种,利用高频电磁波(3-30MHz)具有沿地面绕射的地波传播模式能探测到视距之外的海面风、浪、流等海洋动力学状态参数信息,也能探测舰船、低空飞机等硬目标,因此,近几十年来世界各国都广泛高度重视。作为新兴无线电海洋遥感方式的一种,高频地波雷达因为其探测距离远、精度高、面积大、实时性强、不易受恶劣气候影响等特点,已经成为海洋立体化信息监测网中最重要的遥感工具之一。国内用于海洋环境监测的高频地波雷达在国家863计划的支持下,武汉大学相继完成了近、中程高频地波雷达、远程高频地波雷达、便携式高频地波雷达和多频率高频地波雷达的研制工作,雷达工作形式从单频向多频发展,工作体制从单基地向双/多基地发展,系统从传统雷达向全数字化雷达发展。对于高频地波雷达海洋环境监测技术,目前海流参数提取工作早已进入业务化观测阶段,而风、浪...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
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高频地波雷达在近海区域的应用研究

高频地波雷达利用垂直极化的高频电磁波沿高导海水表面传播时能量衰减较小的特性,对海洋环境状态(如风、浪、流等海洋动力学参数)、海上低速移动目标等实现超视距监测和定位。与传统仪器比较,其具有观测距离远、覆盖面积大、反演要素多、可全天候工作等特点,与卫星遥感相比则具有造价低、空间分辨率与采样频率高等特点。随着技术的进步,地波雷达在近海观测系统中逐步发挥着重要作用,并成为数据的重要补充。本研究依托于863计划福建示范区项目,应用设备为武汉大学设计制造的高频地波雷达OSMAR系统。利用2005年6,7月安装调试初期的观测表明,该雷达观测采样的周日变化明显,采样覆盖率50%的观测范围可达到125km。雷达径向流的潮流分布与传播特征的空间特征与以往研究相似,表明该雷达观测海流结果的合理性,不同时段观测结果的一致性也证明了该雷达的稳定性。利用福建示范区内的浮标ADP以及908座底式潜标ADCP的海上观测,以同步序列的距离均方差为比测误差评价标准...  (本文共170页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
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台湾海峡高频地波雷达海流场适用性初步探究

本文将部署于福建南部沿岸的阵列式/便携式高频地波雷达观测的台湾海峡西南部的海流与2013月1月29日至2月28日观测区域内A、B、C、D浮标的实测海流进行了调和分析对比验证,结果表明:阵列式地波雷达在浮标A、B、C处误差均较小,而便携式地波雷达仅在浮标A处误差小,其余点误差较大,总体而言阵列式误差小于便携式。同时,利用建立的适用于台湾海峡的天文潮流数值模型模拟了台湾海峡潮流,并对其结果进行了调和分析,与浮标对比验证,结果较为吻合。这表明本文的天文潮流数值模型可以较准确地模拟台湾海峡的潮流。继而用天文潮流模型模拟了地波雷达海流观测区116°~121°E,22.4°~26°N的潮流场,将其和高频地波雷达探测的海流场都进行调和分析,对比潮流椭圆可知:阵列式地波雷达测得的潮流椭圆与天文潮流数值模型基本吻合,而便携式高频地波雷达则在浮标A点,B点附近区域较为吻合,其余点出现较大偏差。本文首次提出一种利用天文潮数值模拟潮流场与余流插值场叠加...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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高频地波雷达海流数据处理方法研究

海流数据主要来源于观测设备实测和数值模拟。传统的定点海流测量设备,无法覆盖大面积的探测区域,只能以一个或多个探测点数据代表区域的海流分布,且耗费的人力、物力、财力和时间成本较高。海洋数值模型虽然能高效、实时地模拟海流数据,但计算海流精度较低,难以模拟出真实的海流状况,具有一定的局限性。高频地波雷达测量海流数据具有大范围、全天候等优点,可以全面分析海流特性。对于高频地波雷达海流数据的深入研究和分析,对于海洋环境监测具有重要意义。本文基于无线电海洋遥感实验室自主研制的小型圆形阵列变频高频地波雷达探测获得的海流数据,展开了一系列的海流数据处理方法研究。首先利用潮流调和分析方法,分析了舟山岛屿附近的东海区域的潮流特征。结果表明,分析区域潮流性质主要为正规半日潮,部分近岸区域为非正规半日潮。该区域分潮的主要成分为M2分潮,其最大潮流流速范围为26~40cm/s,方向为西北-东南方向,潮流的旋转方向为顺时针方向。潮流特性的分布受到地形因素影...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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变频高频地波雷达海态反演技术的研究与应用

高频地波雷达海洋环境监测技术是一种正在迅速发展中的无线电海洋遥感技术。它利用高频垂直极化电磁波沿海水表面绕射传播时能量衰减较小的特性,将高频大功率信号掠入射到海面上,其中波长等于1/2雷达工作波长、指向或背向雷达的两列海浪会对雷达电波产生最强的后向散射,这种海浪对雷达电波的散射类似于X射线入射到晶格上产生的Bragg谐振散射,被称为Bragg散射或-阶散射。海洋表面状态及其变化特征反映在海浪回波多普勒谱中,利用Barrick建立的一阶散射截面方程和二阶散射截面方程来分析这些多普勒谱,便可反演得到海面风、浪、流等海洋动力学参数。高频地波雷达用于海洋环境监测具有覆盖范围大、探测精度高、造价适度、运行费用低、实时性好、可全天候工作等优点,并且能探测到视距以外的海域,被认为是最理想的海洋环境监测设备之一。与传统单频工作的高频地波雷达相比,多频率同时工作的高频地波雷达抗干扰能力和自校正能力显著增强,回波所包含的海洋动力学信息大大增加。在海...  (本文共178页) 本文目录 | 阅读全文>>