高度计测高原理.PPT

讲述安排 高度计测高史（1学时） 高度计测高原理（1学时） 高度计测浪原理（0.5学时） 高度计的主要观测对象（0.5学时） 有效波高 海面地形及海洋表面流 大地水准面 海底地形 ERS-1卫星高度计针对以下13种分潮：M2、S2、N2、K2、O1、P1、Q1、L2、T2、2N2、v2和μ2，采用调和分析模式： TOPEX/POSEIDON采用美国Texas大学CSR3.0模式，表达式为: 9.2.2 高度计测高误差的原因及消除方法 Satellite Oceanic Remote Sensing 30 6. 潮汐引起的误差 雷达高度计海面后向散射回波模型是高度计工作的理论基础。 卫星高度计的测波原理依据海洋表面回波的基本散射理论。 微波脉冲与粗糙海面之间相互作用的机理是准镜面点散射机理和Bragg绕射散射机理。 9.3 高度计测波（或浪）原理 Satellite Oceanic Remote Sensing 31 按照Brown的观点，可以认为： 散射过程的变化只与海面的后向散射和入射角有关； 与发射脉冲信号的频率相比，多谱勒频移的影响可以忽略； 在高度计信号处理的带宽内，散射过程是独立的，不受极化的影响。 9.3 高度计测波（或浪）原理 Satellite Oceanic Remote Sensing 32 高度计平均返回波形可用三项的卷积表示： 对于星载雷达高度计，其平坦海面的冲激响应为： 接受回波的功率 平均海面平均脉冲响应函数 镜点概率密度函数 雷达系统点目标响应函数 单位阶跃函数 改进的Bessel函数 天线偏离天底点指向角 天线波束宽度参数 9.3 高度计测波（或浪）原理 Satellite Oceanic Remote Sensing 33 对于偏离天线轴的角度θ来说，用假设天线增益近似为高斯分布来定义 ： 如果 是天线3dB带宽，前面两式可写为： 9.3 高度计测波（或浪）原理 Satellite Oceanic Remote Sensing 34 幅度项A包括其它一些常数量，如下式： 当雷达高度计观测海面镜像点概率密度函数qs（t）和窄脉冲雷达系统点目标响应函数pr（t）都可视为高斯分布时，得出海面回波波形为： 9.3 高度计测波（或浪）原理 Satellite Oceanic Remote Sensing 35 海洋回波的卷积过程如图所示，其中横轴代表时间，纵轴代表功率。 海洋回波的卷积过程示意图 9.3 高度计测波（或浪）原理 Satellite Oceanic Remote Sensing 36 卫星高度计的脉冲与海面的相互作用及其回波功率示