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合成孔径雷达高度计波形重跟踪算法的近岸精度分析

2021-01-07高贤文金涛勇黄海兰

大地测量与地球动力学 2021年1期

高贤文 金涛勇,2 黄海兰,2

1 武汉大学测绘学院,武汉市珞喻路129号,430079 2 武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079

卫星雷达测高已被广泛应用于海面高及其变化、海洋环流、海洋重力场、海底地形、冰盖消融、内陆水域变化等研究,在大地测量学、地球物理学、海洋学、水文学等领域发挥着重要作用。脉冲有限双频雷达高度计是卫星雷达测高的主要模式,但受限于沿轨迹空间分辨率和测距精度低,难以满足近岸、河流、海冰等区域以及中小尺度海洋现象监测的需求。为此,Ka波段雷达高度计、合成孔径雷达高度计、宽刈幅合成孔径雷达干涉高度计以及多星编队测高等模式被相继提出[1-2]。合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)测量模式相对于传统脉冲有限雷达测量模式具有较高的沿轨迹空间分辨率和测距精度[3],该技术已在Cryosat-2、Sentinel-3A、Sentinel-3B卫星中实现,并将用于Topex/Poseidon系列的后续卫星Jason-CS/Sentinel-6[4],为今后卫星测高的主要模式。

合成孔径雷达高度计具有较高的沿轨空间分辨率,但在近岸区域仍会受复杂地形海况影响,需要进行波形重跟踪处理。高度计对回波波束处理模式不同会使其回波波形存在较大差别,传统的脉冲有限雷达高度计回波后缘缓慢下降,而合成孔径雷达高度计回波后缘迅速下降,使得传统的布朗海恩模型无法适用,由此导致OCEAN算法、ALES算法[5]、BP算法[6]等基于布朗海恩模型的波形重跟踪算法无法用于合成孔径雷达高度计的数据处理。部分学者针对……

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