【摘 要】
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高频超视距雷达能够以非接触的方式获取海洋表面动力学参数,以及对海上低速目标进行监测,它具有超视距、探测面积大、实时性高以及成本低等特点。目前国际上主流的海流提取算法均建立在深水条件之上,并且假设谐振海浪的Bragg频率是一个不受风、浪、流等海况因素影响的定值。然而,海洋中的浅水区,波流相互作用等其它海态因素都会改变海浪的相速度,使得Bragg频率fB并非固定值,进而影响到从海洋回波中提取海洋表面动
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高频超视距雷达能够以非接触的方式获取海洋表面动力学参数,以及对海上低速目标进行监测,它具有超视距、探测面积大、实时性高以及成本低等特点。目前国际上主流的海流提取算法均建立在深水条件之上,并且假设谐振海浪的Bragg频率是一个不受风、浪、流等海况因素影响的定值。然而,海洋中的浅水区,波流相互作用等其它海态因素都会改变海浪的相速度,使得Bragg频率fB并非固定值,进而影响到从海洋回波中提取海洋表面动力学参数的精度。本文从高频地波雷达海洋反演的流场出发,在前人工作的基础上建立了Bragg频率的提取模型,并对该模型进行了仿真分析;最后将该模型运用到提取海流的工程运用中,有效提高了海流反演的精度。针对实测Bragg频偏fBr偏离理论值fB现象,利用时域统计分布和频谱分析等方法,首先详细分析了fBr的时空分布和变化规律,排除了fBr为误差的可能性。其次,结合浮标的观测结果,对fBr和风、流等海态参数进行详尽的相关性分析,结果表明fBr受到风、潮流、海底地形等因素的共同影响,与风和海流等参数表现出良好的一致性。最后针对上述现象猜想:高频地波雷达探测的海流不仅与雷达的工作频率相关,而且与谐振海浪浪高有关。结合对数形式的海流垂直剖面模型,对目前的现象进行初步解释。针对雷达探测流场中存在的不连续情况,将BP（Back Propagation）神经网络技术运用到流场的空间插值中。交叉验证结果表明,BP神经网络插值方法相比传统的反距离权重法和线性插值法更加优越,在流场数据大面积缺失情况下仍取得较为理想的结果。评估流场空间复杂性时,综合考虑频域成分和能量分布均匀度因素,在频域上运用熵的思想,建立复杂性与频熵之间的关系模型,并将其运用于台湾海峡流场复杂性的评估。
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