【正文】 平面發(fā)射線性調(diào)頻信號 (Chirp)，經(jīng)過二倍于衛(wèi)星到海面的距離所對應(yīng)的時延后，重新觸發(fā)產(chǎn)生上述 Chirp 的復(fù)制信號，對海面回波進行時域相關(guān) (全去斜坡 )處理而得到中頻信號，該信號是許多簡諧波的疊加，其中包含了正比于時間延遲的頻率偏移 ，于是將時間域的信號轉(zhuǎn)換為頻率域來處理，幅頻及相頻特征與系統(tǒng)的分辨率、 AGC 控制有關(guān)。并研究海面回波的仿真方法和流程，對相關(guān)公式進行研究和分析。此外，利用高度計測得的回波前沿特征，還可以反演 出海洋表面的波高情況。 高度信息的另一個重要用途是在海洋地球物理學(xué)中的應(yīng)用。由海面回波波形的前沿斜率可以得到有效波高 (SWH)。衛(wèi)星高度計數(shù)據(jù)的應(yīng)用隨著觀測精度的提高和數(shù)據(jù)處理方法的改進，其應(yīng)用范圍越來越大，在海洋學(xué)、大地測量學(xué)、地球物理學(xué)和海洋測繪等領(lǐng)域中發(fā)揮著重 SWH AGC 9 要的作用。在圖 13 中，回波信號的峰值或自動增益控制（ AGC）在回波脈沖達到最大時測量得到， AGC 最大值的一半對應(yīng)著脈沖返回的時間。 衛(wèi)星高度計的回波信號攜帶有十分豐富的海面特征信息，利用衛(wèi)星高度計可以測得三個基本參數(shù)：海面高度、有效波高和海面風(fēng)速。星載海洋高度計以一定的重復(fù)發(fā)射頻率垂直于海平面向下發(fā)射窄脈沖 ,窄脈沖的寬度為幾個納秒 ,脈沖在傳播過程中在空間形成厚度為 ?C 的球冠向下傳播。其中由地球引力異常形成的大地水準(zhǔn)面與參考球體的偏差滿足 hasg hhh ???? ,其中 gh 是地球引力異常造成大地水準(zhǔn)面和參考球體的偏差 , sh 是衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)確定的衛(wèi)星相對參考球體的高度 , ah 是星載海洋雷達高度計測得衛(wèi)星與平均海平面間的距離 , h? 是海洋動力過程 ,如海洋環(huán)流、潮汐等造成的海洋表面相對大地水準(zhǔn)面的偏差?；夭ㄐ盘柡卸喾N信息，主要有以下幾種 :發(fā)射信號往復(fù)時間延遲 ,即平臺距海面的高度 。 (3)實現(xiàn)三維成像，并且精度和實時程度不斷提高 。在 1994 年， 4 中科院空間中心以所長基金支持微波遙感部進行了“成象雷達高度計的概念性研究”。該高度計射頻工作頻率為 ， 測高精度為 10 厘米，波高測量精度為 10%。用戶已將其海洋實測數(shù)據(jù)用于國防科工委航天辦下達的“雷達高度計海上試飛及數(shù)據(jù)應(yīng)用研究”項目的研究中，經(jīng)實測驗證完全適合、滿足海洋業(yè)務(wù) 科學(xué)應(yīng)用要求，對海況參數(shù)的反演計算準(zhǔn)確度和已與國外同類設(shè)備指標(biāo)一致。該部高度計主要為海洋用戶提供其感興趣的目標(biāo)參數(shù)，如平均海平面高度、海洋有效波高及后向散射系數(shù)等。中國科學(xué)院在“七五、八五”期間撥出少量的經(jīng)費，安排空間中心等單位進行高度計的預(yù)研并攻關(guān)，取得了較好的進展。 由于衛(wèi)星測高對海洋學(xué)、地球物理學(xué)和測繪學(xué)等學(xué)科具有重要的意義，因此美國和歐空局分別發(fā)射了一些衛(wèi)星的后繼星，如 ： Geosat 的后繼星 GFO，它由美國海軍 1998 年 2 月 10 日發(fā)射，按照與 Geosat 同樣的重復(fù)軌道運行； ERS1的后繼星 ERS2，它的任務(wù)同 ERS1； ERS2 的后繼星 Envisat； TOPEX/Poseidon的后繼星 Jason1。歐空局于 1991 年 7 月發(fā)射了歐洲第一顆遙感衛(wèi)星 ERS1，這是 ESA海洋動力環(huán)境衛(wèi)星系列中的第一顆，它的測高精度 2~3cm。 此后的高度計都采用了“全去斜坡”技術(shù)。 自 Skylab 之后，各國相繼發(fā)展了八代高度計衛(wèi)星 .第一顆高度計衛(wèi)星 2 GEOS3 在 1975 年 4 月發(fā)射，采用了脈沖壓縮技術(shù)，測高精度為 ~。 星載雷達高度計的國內(nèi)外基本研究情況 衛(wèi)星測高研究計劃最早可追溯到 1969 年在威廉斯敦召開的固體地球和海洋物理大會，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了從探索、試驗到應(yīng)用研究及業(yè)務(wù)使用階段的發(fā)展歷程。 隨著陸地資源的日益匱乏， 21世紀(jì)的人類必將更大的注意力轉(zhuǎn)向海洋區(qū)域，為此必須對海洋有更深入，更全面的了解。 similarmaximum likelihood estimation algorithm. IV 目錄 摘要： .............................................................................................................................. I Abstract: ......................................................................................................................... II 第一章 緒論 ................................................................................................................... 1 ................................................................................................... 1 星載雷達高度計的國內(nèi)外基本研究情況 ............................................................... 1 ................................................................................. 6 星載雷達高度計的應(yīng)用 ....................................................................................... 8 論文的主要工作 .................................................................................................. 9 第二章 星載雷達高度計的信號發(fā)生與回波初期處理 ....................................................... 10 高度計基本工作流程 .......................................................................................... 10 全去傾斜信號平均回波功率譜模型 ..................................................................... 10 全去斜坡技術(shù)的基本原理 ................................................................................... 12 濾波器組分辨回波 ............................................................................................. 15 第三章 跟蹤器組成與系統(tǒng)分析 ....................................................................................... 17 跟蹤器分類及準(zhǔn)系統(tǒng) .......................................................................................... 17 第四章 跟蹤 算法仿真設(shè)計 ............................................................................................ 21 海面回波仿真 ..................................................................................................... 21 對回波信號的似然跟蹤處理 ............................................................................... 24 最大似然算法的基本原理 ......................................................................... 24 海洋雷達高度計中有關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系 .................................................... 25 跟蹤算法仿真設(shè)計 ............................................................................................. 28 似然處理機的仿真設(shè)計 ...................................................................................... 31 第五章 仿真與測試結(jié)果 ................................................................................................ 34 總結(jié)與展望 ..................................................................................................................... 40 致謝 ............................................................................................................................... 41 參考文獻 ........................................................................................................................ 42 1 第一章 緒論 21 世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，隨著地球上陸地資源的日益匱乏，人類為維持其可 持續(xù)發(fā)展，需要對海洋更全面、更深刻地了解。 關(guān)鍵詞： 星載雷達高度計；回波處理；跟蹤算法；準(zhǔn)最大似然估計算法 II Abstract: The 21st century is the century of sea, land on Earth with the increasing scarcity of resources, to maintain the sustainable development of mankind, more prehensive and profound understanding for ocean are needed. In the past, the research formore than 70% of the total area of the world can only rely on tracking ship, such as tide observation stations and data buoys, but the data are sparse measured, the repeat cycle is long, and the cost is large, providing only the access to local area data. Changes in the spatial scale of the ocean ranges from a few millimeters to tens of thousands of kilometers。分析基于布朗積分解法的回波平均功率表示。跟蹤器由高度跟蹤環(huán) (HTL)、有效波高跟蹤環(huán) (STL)、自動增益跟蹤環(huán) (AGCL)組成。星載高度計已經(jīng)成為現(xiàn)代海洋測量的基本觀測儀器之一，在海平面測量、海洋潮波系統(tǒng)、海洋風(fēng)浪場反演的方面都有大量的應(yīng)用。而海洋變化的空間尺度可以從幾毫米到幾萬公里；時間尺度從幾分鐘到幾千年。以往，對于占全球總面積 70% 以上海洋的研究只能依靠測量船、驗潮站和浮標(biāo)等觀測的數(shù)據(jù)，但由于測量數(shù)據(jù)稀疏、重復(fù)周期長、花費較大等缺陷，獲取的只是局部區(qū)域的一些海洋數(shù)據(jù)。過去依靠船只、驗潮站和浮標(biāo)等技術(shù)所獲得的觀測數(shù)據(jù)具有測量數(shù)據(jù)稀疏、重復(fù)周期長、花費較大等缺點，而星載高度計的出現(xiàn)以其投資少、檢測能力強、覆蓋面積大、全天候、全天時的優(yōu)點將海洋觀測帶入了一個新的領(lǐng)域。 2. 對數(shù)字處理器的主要組成部分 —— 跟蹤器進行深入研究和分類。 3. 分析海面回波的處理仿真過程。本文對準(zhǔn)最大似然估計算法進行了研究和分析，并在此基礎(chǔ)上對星載雷達高度計的跟蹤過程進行了仿真。 tracking algorithm。隨著空間技術(shù)的進步，在過去 20 多年中，海洋觀測衛(wèi)星在數(shù)量和種類上都