GNSS－R反演海浪有效波高實驗分析①

楊 堯，李明里，李偉強，楊東凱

（北京航空航天大學，北京100191）

0 引 言

海浪有效波高（SWH）是海況探測中的重要一項，在相關(guān)領(lǐng)域中起著重大作用。傳統(tǒng)的探測有效波高的手段利用衛(wèi)星高度計探測和高頻地波雷達探測。

近年全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS）發(fā)展迅速，不僅為用戶提供了導航定位和精確授時信息，還提供了全天時不間斷的L波段微波信號資源。研究表明，GNSS反射信號可應用于遙感應用。其技術(shù)原理是利用導航衛(wèi)星L波段微波信號為發(fā)射源，通過航空或衛(wèi)星平臺上搭載的 GNSS－R（GNSS－Reflection）接收裝置，全天時、全天候進行導航衛(wèi)星直射及反射信號的同步接收，通過對直射和反射信號進行處理實現(xiàn)海洋要素微波遙感探測［1]。基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的GNSS－R海洋微波遙感技術(shù)成為當前倍受關(guān)注的熱點。

GNSS－R技術(shù)也可用于海浪波高探測。目前，基于GNSS－R技術(shù)的有效波高探測方法有兩種。其一為利用海面回波信號的一維時延相關(guān)函數(shù)微分函數(shù)的探測方法［2]：由于海浪的存在，海洋表面粗糙，造成電磁波的漫反射，使得鏡面反射得到的相關(guān)結(jié)果峰值上疊加了不同的延遲相關(guān)結(jié)果峰值，使最大的反射相關(guān)峰值后移，相關(guān)峰值的形狀也發(fā)生了變化。回波功率的斜率隨著海浪高度的分布而變化，因此，從DCF函數(shù)中可以得到海況信息。從DCF峰值的高度可以得到海面風速，從DCF函數(shù)的峰值點的碼延遲位置可以得到海面平均高度，從DCF函數(shù)的寬度可以得到海面大浪的高度［3]。由于這種方法目前還沒有具體實施方法，只是在理論上分析其可能性，因此，本文不作詳細敘述。……