海浪观测技术

《海浪观测技术》汇集了近十年来作者团队在星、空、地海浪遥感探测理论与方法的研究成果，分别从遥感探测原理、方法和机理等方面进行了全面阐述。书中首先简述了海浪基本知识，包括海浪参数的描述和海浪谱的表示形式，然后概述了遥感测量海浪参数的基础理论。从第5章开始分别详述了海浪波谱仪、合成孔径雷达、x波段雷达和高频地波雷达这些传感器或探测设备的海浪测量机理、反演方法和验证方法等。书中还介绍了海浪现场测量的原理、方法及相关设备，包括重力加速度式浮标测量、声学测量以及光学照相海浪测量等。本书可供物理海洋、海洋遥感方向的研究生和相关科技人员参考，也可以作为海洋科学专业和海洋技术专业本科生的海洋遥感课参考书。

前言
第1章海浪基本理论概述1
1.1海浪的物理基础1
1.1.1线性海浪理论1
1.1.2非线性波4
1.1.3均匀流场中的线性波6
1.2海浪的统计表示7
1.2.1能谱和方向谱的概念7
1.2.2几种典型的海浪频率谱10
1.2.3常用的海浪特征参数15
1.3海浪的预报17
1.3.1数值海浪模式17
1.3.2海浪资料同化简介19
1.3.3很优插值法22
参考文献24
第2章雷达海面散射特性26
2.1基尔霍夫散射模型26
2.2小扰动散射模型28
2.3镜面反射模型34
2.4布拉格散射模型37
2.5双尺度散射模型39
2.6改进的复合表面散射模型41
参考文献46
第3章海浪现场观测方法49
3.1重力式波浪测量50
3.1.1测波浮标介绍50
3.1.2浮标观测测量原理和方法60
3.2声学波浪测量68
3.3其他现场波浪测量方法73
3.3.1压力式波浪测量73
3.3.2测波杆式海浪测量75
3.3.3船载波浪测量系统75
参考文献77
第4章高度计海浪遥感79
4.1测波原理80
4.1.1海面回波的形成80
4.1.2海面回波理论模型82
4.2有效波高反演85
4.2.1高度计业务化产品有效波高反演方法85
4.2.2HY-2A卫星高度计有效波高反演改进方法87
4.3海浪周期反演96
4.3.1半经验方法97
4.3.2神经网络法98
4.3.3参数化方法100
参考文献103
第5章波谱仪海浪遥感105
5.1波谱仪遥感机理105
5.1.1倾斜调制105
5.1.2雷达回波功率108
5.2数值仿真109
5.2.1海面模拟109
5.2.2信号仿真方法110
5.2.3仿真软件及结果110
5.3反演方法113
5.3.1星载波谱仪海浪谱反演方法113
5.3.2机载波谱仪数据处理流程116
参考文献125
第6章合成孔径雷达海浪遥感方法126
6.1合成孔径雷达海浪遥感机理126
6.1.1冻结海面的成像机理126
6.1.2海面的运动效应127
6.1.3海浪方向谱与SAR图像谱非线性积分映射关系128
6.2初猜谱反演方法132
6.3参数化反演方法137
6.4半参数化反演方法141
6.5参数化初猜谱反演方法147
6.6交叉谱反演方法151
6.7参数化交叉谱反演方法155
6.8经验方法157
参考文献160
第7章导航X波段雷达海浪观测方法161
7.1导航X波段雷达海浪观测系统的组成161
7.2导航X波段雷达的成像机理164
7.2.1雷达成像的散射机理164
7.2.2雷达成像的调制机理167
7.3导航X波段雷达反演海浪的传统方法169
7.3.1表层流向量的反演170
7.3.2调制传递函数173
7.3.3海浪参数反演算法177
7.4导航X波段雷达反演海浪的其他方法179
7.4.1方法179
7.4.2讨论185
7.4.3小结194
参考文献194
第8章高频雷达海浪观测理论与方法196
8.1高频电波海面散射模型197
8.1.1一阶散射模型197
8.1.2二阶散射模型199
8.1.3散射模型的简化202
8.2波浪反演算法205
8.2.1改进的Barrick反演算法205
8.2.2Howell海浪参数反演方法208
8.2.3海浪谱Wyatt反演理论与方法212
8.2.4海浪谱优化反演理论与方法213
8.2.5实验结果比较216
参考文献222
第9章光学波浪测量225
9.1概况225
9.2视频海浪测量229
9.2.1视频图像坐标转换231
9.2.2图像校正232
9.2.3图像分析与参数提取算法233
9.2.4视频波浪测量具体流程234
9.3立体摄影波浪测量236
9.3.1立体成像236
9.3.2立体视觉的组成237
9.3.3波浪测量流程238
参考文献240