严卫,
艾未华,
陆文,
马烁
国防科技大学气象海洋学院 ??长沙 ??410073
基金项目:国家自然科学基金(41575028, 41705007, 41605016)，湖南省自然科学基金(2019JJ50719)，国防科技大学科研计划项目(ZK17-03-51)
详细信息
作者简介:赵现斌(1986–)，男，陕西合阳人，博士，讲师。2015年在解放军理工大学气象海洋学院获得博士学位，主要从事海洋遥感等方面的研究
严卫：严 卫(1961–)，男，浙江宁波人，1997年在南京航空航天大学获博士学位，目前国防科技大学气象海洋学院教授，博导
艾未华(1979–)，男，江西鹰潭人，原解放军理工大学博士，国防科技大学气象海洋学院副教授、硕士生导师，主要研究方向为气象海洋环境感知雷达技术。E-mail: awhzjax@126.com
陆文：陆 文(1984–)，男，2012年毕业于解放军理工大学气象海洋学院，获得大气物理学与大气环境理学博士学位，现为国防科技大学气象海洋学院副教授。主要研究方向为微波主被动大气海洋环境遥感。E-mail: luwenft@hotmail.com
马烁：马 烁(1989–)，男，安徽人，博士，助理研究员。2016年在解放军理工大学气象海洋学院获得博士学位，主要研究方向为大气与海洋遥感及其资料同化等。E-mail: mashuo0601@163.com
通讯作者:赵现斌 xian854591504@126.com
中图分类号:TP751.1; P738计量
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出版历程
收稿日期:2019-02-13
修回日期:2019-05-27
网络出版日期:2019-06-17
Research on Calculation Method of Doppler Centroid Shift from Airborne Synthetic Aperture Radar for Ocean Feature Retrieval
ZHAO Xianbin,,YAN Wei,
AI Weihua,
LU Wen,
MA Shuo
College of Meteorology and Oceanography, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (41575028, 41705007, 41605016), Hunan Natural Science Foundation (2019JJ50719), The National University of Defense Technology Research Project (ZK17-03-51)
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Corresponding author:ZHAO Xianbin, xian854591504@126.com
摘要
摘要:多普勒中心偏移是合成孔径雷达(SAR)反演海面风场、海表流场的重要参数。该文针对机载正侧视提出一种多普勒中心偏移计算方法，分别利用载机运动状态数据和海洋探测回波数据计算多普勒中心频率，再作差求解多普勒中心偏移，并在多普勒谱分析中加入小波分析去除噪声的影响来提高计算精度。以CDOP经验模型计算结果作为比对真值，机载SAR飞行探测试验结果表明，9组探测数据多普勒中心偏移计算误差的绝对值均小于2 Hz，均方根误差为1.4 Hz，满足海洋环境要素反演的精度要求。实验表明高精度的平台运动状态数据和探测回波数据是多普勒中心偏移海洋应用的关键。
关键词:机载正侧视合成孔径雷达/
多普勒中心偏移/
计算方法/
多普勒中心频率
Abstract:Doppler center shift is an important parameter for Synthetic Aperture Radar(SAR) to retrieve ocean surface wind field and ocean surface current field. We present a calculation method of Doppler centroid shift for airborne side-looking SAR. We compute Doppler centroid frequency by aircraft motion status data and ocean detection echo data respectively, and make difference to solve the Doppler centroid shift. In order to remove the influence of noise, we add wavelet analysis in Doppler spectrum analysis method to improve Doppler centroid frequency accuracy from ocean detection echo data. We carry out flight detection experiment by airborne SAR to obtain the Doppler centroid shift, while put buoy wind direction and wind speed in detection area into CDOP geophysical model function to simulate the Doppler centroid shift as compared to the validation true value. Flight detection results of 9 group data show that the calculation error absolute value of Doppler centroid shift are less than 2 Hz, and the RMS error is 1.4 Hz. It is meets the accuracy requirements of marine environmental factors retrieval, and proves the effective of Doppler centroid shift calculation method. In practical applications, the accuracy of Doppler centroid shift calculation is the key to the application of marine environment research, which requires high-precision platform motion data and sounding echo data to ensure application value.
Key words:Airborne side-looking Synthetic Aperture Radar(SAR)/
Doppler centroid shift/
Calculation method/
Doppler centroid frequency
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