衛星雷達高度計的主要觀測參數之一為有效波高，數據產品中其數值的確定通過波形重跟蹤來實現(Retracking)，波形重跟蹤的實現主要通過最大似然迭代完成，其主要的反演公示為W(t) = PFS(t)*qs(t)*sr(t)。式中包括：高度計海面回波由平坦海面的平均脈沖響應PFS(t)；海面散射元高度的概率密度函數qs(t)；雷達系統點目標響應sr(t)卷積組成。圖1所示為理想高度計的回波波形，其中高度計波形前沿的坡度和海況密切相關，坡度越大表明有效波高越小。

圖1 不同有效波高下高度計回波波形

業務化波高反演的算法主要是基于列文伯格-馬夸爾特法(Levenberg–Marquardt，LM算法)對高度計的回波波形進行迭代的最小二乘擬合，LM算法要成功擬合波形需要兩個重要的步驟，首先需要一個合理的并且和最終反演參數比較接近的初始參數，其次需要多次的迭代步驟，最終才能反演參數，反演參數包括時間改正參數(測距相關)、有效波高、天線誤指向角等。而對于在星上識別波高的算法而言，LM計算量太大，耗費的時間也較長，對于星上實時波高的獲取不甚理想，無法滿足實時反演有效波高的防災減災要求，而線性模型可作為一種魯棒高效的算法。

線性模型通過計算前沿坡度來反演高度計有效波高，反演的結果如圖2所示。雷達高度計數據分別選取一個周期的的HY-2A、Jason-2以及Jason-3高度計數據。圖2中橫軸表示線性模型計算的高度計前沿波形的坡度，縱軸表示MLE4反演的有效波高，結果表明線性模型反演的高度計有效波高的精度均優于0.2m。

圖2 前沿坡度和有效波高對比關系(a: HY-2A, b: Jason-2, c: Jason-3)

基于線性模型反演的有效波高殘差全球分布如圖3所示。

圖3 線性模型殘差的地理分布 (a: HY-2A, b: Jason-2, c: Jason-3).

線性模型反演的有效波高和NDBC浮標觀測的精度比對如圖4(精度為0.3m)。

圖4 線性模型VS浮標統計

通過數據比對表明，線性模型反演精度較高，同時由于其計算過程簡單，平均計算效率較之MLE4算法高6000倍以上，可用于星上雷達高度計有效波高實時反演，為海洋防災減災提供高時效的海況信息。

參考文獻：

Yalong Liu, Ling Ji, Shuguang Zou, Yuanyuan Wu, and Youguang Zhang. Onboard Fast Retrieving of Significant Wave Height from Leading Edge of Altimeter Waveforms，Journal of Coastal Research，2020.

END

總結

以上是生活随笔為你收集整理的实时获取滚动条的高度_适用于星上快速处理的雷达高度计有效波高反演技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。