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论文一：卫星雷达高度计在中国近海及高海况下遥感反演算法研究4

1绪论4

1.1研究目的和意义4

1.1.1近海区域高度计波形重构的研究意义5

1.1.2高海况下高度计海面信息反演的研究意义6

1.2国内外研究现状6

1.2.1近海区域高度计的波形重构算法研究8

1.2.2高海况下高度计的反演算法研究9

1.3研究内容10

1.3.1拟解决的关键科学问题10

1.3.2各个章节的内容介绍11

1.4研究区域和数据12

1.4.1研究区域及特征12

1.4.2数据来源13

2雷达高度计测量海面参数的原理及反演算法15

2.1介绍15

2.2波形跟踪技术17

2.3回波模型及拟合方法18

2.4测高校正量23

2.5小结25

3雷达高度计在近海测量数据的评估27

3.1介绍27

3.2近海回波波形分析28

3.2.1从海洋到陆地28

3.2.2从陆地到海洋33

3.3评估的指标34

3.4评估的结果35

3.5小结36

4雷达高度计近海波形重构算法38

4.1介绍38

4.2波形重构算法38

4.2.1远海的波形重构算法38

4.2.2其他波形重构算法39

4.3算法的比较和验证43

4.3.1交叉点海面高度异常SLA的比较和验证43

4.3.2海面高度SSH与验潮站水位的比较和验证46

4.3.3有效波高SWH的比较和验证50

4.4近海的波形重构算法52

4.5小结56

5雷达高度计在高海况下的研究58

5.1介绍58

5.2影响因素分析59

5.2.1降雨的影响59

5.2.2白沫的影响61

5.2.3降雨和白沫的影响64

5.3校正方法66

5.3.1有效波高的校正66

5.3.2风速的校正67

5.4结果及验证69

5.5小结73

6海浪波谱仪测浪机理探讨75

6.1介绍75

6.2波谱仪的海浪谱测量原理76

6.3波谱仪与其他星载测浪传感器的比较79

6.4波谱仪的波浪谱仿真和反演83

6.5小结85

7总结及展望87

7.1论文工作总结87

7.2创新点分析88

7.3展望89

致谢90

参考文献91

论文二：星载雷达微波遥感海浪方向谱仿真与反演研究102

1绪论102

1.1研究目的和意义102

1.1.1 SAR图像反演海浪方向谱的研究意义103

1.1.2波谱仪反演海浪方向谱的研究意义104

1.2国内外研究现状104

1.2.1 SAR图像反演海浪谱的研究现状104

1.2.2波谱仪反演海浪谱的研究现状108

1.3研究内容109

1.3.1拟解决的关键科学问题109

1.3.2论文主要内容及章节安排109

2 SAR成像机理与图像谱仿真111

2.1 SAR成像几何结构与分辨率111

2.1.1 SAR成像几何结构111

2.1.2 SAR分辨率111

2.2 SAR成像机理113

2.2.1雷达后向散射系数113

2.2.2 SAR海面微波散射模型114

2.2.3调制传递函数115

2.2.4 SAR线性成像机理117

2.2.5 SAR非线性成像机理119

2.2.6 SAR图像交叉谱121

2.3 SAR图像谱仿真122

2.3.1仿真输入海浪谱模型122

2.3.2仿真参数与流程123

2.3.3 SAR图像谱仿真结果与分析123

2.3.4 SAR图像交叉谱仿真结果与分析126

2.4小结128

3 SAR海浪方向谱反演130

3.1典型SAR海浪谱反演算法130

3.1.1 SAR海浪谱反演算法的主要特点130

3.1.2典型SAR海浪谱反演算法介绍130

3.2分步参数化海浪谱反演算法133

3.2.1分步参数化算法133

3.2.2反演过程其他关键处理方法138

3.3 SAR分步参数化海浪谱反演算法仿真与实例研究140

3.3.1 SAR海浪谱反演算法仿真141

3.3.2 SAR实图像海浪谱反演142

3.3.3 SAR复图像海浪谱反演147

3.4小结151

4波谱仪测量原理与信号谱仿真152

4.1波谱仪探测几何结构与分辨率152

4.1.1波谱仪探测几何结构152

4.1.2波谱仪分辨率153

4.2波谱仪海浪方向谱测量原理154

4.2.1波谱仪海面微波散射模型154

4.2.2波谱仪的测量原理155

4.3波谱仪信号谱仿真158

4.4小结159

5波谱仪海浪方向谱反演160

5.1波谱仪海浪方向谱反演算法160

5.1.1反演算法160

5.1.2比例系数估计方法163

5.2波谱仪仿真技术研究166

5.2.1仿真流程和参数设置166

5.2.2仿真方法167

5.2.3仿真结果170

5.3小结181

6机载波谱仪STORM海浪方向谱反演182

6.1 STORM数据介绍182

6.2 STORM信号谱提取183

6.3反演方法186

6.4反演结果187

6.4.1反演实例一（2002年11月4日）187

6.4.2反演实例二（2002年10月20日）189

6.5小结193

7 SAR与波谱仪联合反演海浪方向谱194

7.1波谱仪在SAR海浪谱反演中的应用194

7.2 SAR在波谱仪海浪谱反演中的应用197

7.3小结201

8总结与展望202

8.1论文工作总结202

8.2创新点分析203

8.3展望203

致谢205

参考文献206

论文三：卫星微波遥感海面风场反演技术研究216

1前言216

1.1研究意义216

1.2目前主要测风传感器217

1.3散射计风矢量反演算法研究220

1.4大风区域散射计测风及降雨对测风影响的研究222

1.5论文的主要内容与章节安排225

2微波散射计工作原理226

2.1雷达对地观测原理226

2.1.1雷达散射截面226

2.1.2雷达方程226

2.1.3 凋落波227

2.1.4分辨率227

2.1.5距离测量和速度测量中的模糊228

2.2固定天线扇形波束体制微波散射计工作原理228

2.2.1 ERS散射计观测几何229

2.2.2 ERS散射计面元配准231

2.3笔型波束圆锥扫描型微波散射计工作原理232

2.3.1 SeaWinds天线系统233

2.3.2 SeaWinds后向散射系数分辨率235

2.3.3 σ0的估算237

3从后向散射系数到海面风矢量——风矢量反演240

3.1散射计海面风矢量反演流程240

3.1.1地球物理模型240

3.1.2风矢量反演算法——最大似然法243

3.1.3风向多解去除算法244

3.1.4风矢量验证248

3.2人工神经网络建模实验251

3.2.1人工神经网络模型252

3.2.2训练样本集253

3.2.3结果和比较253

3.3 QuikSCAT风矢量快速反演算法256

3.3.1 QuikSCAT面元配准257

3.3.2快速算法257

3.3.3快速算法应用结果与验证259

4大风条件下的风矢量反演及应用262

4.1大风条件下风矢量反演的特点262

4.2大风地球物理模型263

4.2.1散射计风速和辐射计风速在大风条件下的精度对比263

4.2.2大风地球物理模型的建立267

4.2.3反演结果及对比270

4.3对降雨影响的校正271

4.3.1 Holland的台风模型271

4.3.2降雨对风矢量反演的影响272

4.3.3降雨对风向反演带来的误差的校正275

4.3.4降雨对风速反演带来的误差的校正276

4.4 QuikSCAT在台风强度和路径监测中的应用280

4.4.1台风强度的确定和台风中心的定位281

4.4.2台风强度发展和路径检测282

4.4.3台风强度反演结果的校正283

5近岸风矢量反演——散射计与SAR联合风矢量反演算法286

5.1从SAR图像提取风矢量286

5.1.1噪声去除287

5.1.2风向确定288

5.1.3 RADARSAT辐射定标291

5.1.4极化转换291

5.1.5风速求解及验证292

5.2从QuikSCAT与SAR同步观测结果提取高空间分辨率风矢量293

5.3从QuikSCAT与SAR同步观测结果提取近岸风矢量294

6波谱仪小入射角测风机制探讨296

6.1海浪波谱仪的工作参数和工作原理296

6.2海浪谱测量原理及小入射角雷达测风机理探讨297

6.3波谱仪仿真300

6.4波谱仪海面风速反演305

7总结与展望308

7.1总结308

7.2本文主要创新点309

7.3展望310

参考文献311

论文四：基于微波辐射计的海面风速和海表温度反演算法研究322

1绪论322

1.1研究背景和意义322

1.2国内外研究现状323

1.2.1海面风速反演324

1.2.2海表温度反演327

1.3微波辐射计测量的有关概念329

1.3.1亮度温度329

1.3.2极化方式330

1.4本文的主要研究内容330

2数据资料处理和方法332

2.1 SSM/I辐射计简介332

2.2 SSM/I辐射计亮温资料处理335

2.2.1 SSM/I数据定标335

2.2.2 SSM/I亮温数据的天气分类336

2.3浮标实测数据处理336

2.4 SSM/I亮温数据与浮标数据匹配337

2.5小结340

3海面风速反演341

3.1引言341

3.2双极化通道亮温海面风速反演算法341

3.2.1反演算法341

3.2.2反演流程344

3.2.3反演结果345

3.3基于神经网络的海面风速反演算法348

3.3.1人工神经网络简介348

3.3.2人工神经网络反演海面风速模型的建立350

3.3.3反演结果分析352

3.3.4神经网络算法在台风风速反演中的应用361

3.3.5神经网络算法在全球海面风速反演中的应用363

3.4小结367

4海表温度反演369

4.1引言369

4.2线性回归算法反演海表温度370

4.2.1反演算法370

4.2.2结果及验证370

4.3基于神经网络的海表温度反演算法373

4.3.1神经网络反演海表温度模型的建立373

4.3.2神经网络模型反演海表温度的结果和验证373

4.3.3神经网络模型反演全球海表温度与AVHRR产品比较374

4.4 AMSR-E反演海表温度377

4.5海表温度与渔场分布关系探讨380

4.6小结381

5总结与展望384

5.1总结384

5.2展望385

参考文献386