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论文一：卫星雷达高度计在中国近海及高海况下遥感反演算法研究 4

1绪论 4

1.1研究目的和意义 4

1.1.1近海区域高度计波形重构的研究意义 5

1.1.2高海况下高度计海面信息反演的研究意义 6

1.2国内外研究现状 6

1.2.1近海区域高度计的波形重构算法研究 8

1.2.2高海况下高度计的反演算法研究 9

1.3研究内容 10

1.3.1拟解决的关键科学问题 10

1.3.2各个章节的内容介绍 11

1.4研究区域和数据 12

1.4.1研究区域及特征 12

1.4.2数据来源 13

2雷达高度计测量海面参数的原理及反演算法 15

2.1介绍 15

2.2波形跟踪技术 17

2.3回波模型及拟合方法 18

2.4测高校正量 23

2.5小结 25

3雷达高度计在近海测量数据的评估 27

3.1介绍 27

3.2近海回波波形分析 28

3.2.1从海洋到陆地 28

3.2.2从陆地到海洋 33

3.3评估的指标 34

3.4评估的结果 35

3.5小结 36

4雷达高度计近海波形重构算法 38

4.1介绍 38

4.2波形重构算法 38

4.2.1远海的波形重构算法 38

4.2.2其他波形重构算法 39

4.3算法的比较和验证 43

4.3.1交叉点海面高度异常SLA的比较和验证 43

4.3.2海面高度SSH与验潮站水位的比较和验证 46

4.3.3有效波高SWH的比较和验证 50

4.4近海的波形重构算法 52

4.5小结 56

5雷达高度计在高海况下的研究 58

5.1介绍 58

5.2影响因素分析 59

5.2.1降雨的影响 59

5.2.2白沫的影响 61

5.2.3降雨和白沫的影响 64

5.3校正方法 66

5.3.1有效波高的校正 66

5.3.2风速的校正 67

5.4结果及验证 69

5.5小结 73

6海浪波谱仪测浪机理探讨 75

6.1介绍 75

6.2波谱仪的海浪谱测量原理 76

6.3波谱仪与其他星载测浪传感器的比较 79

6.4波谱仪的波浪谱仿真和反演 83

6.5小结 85

7总结及展望 87

7.1论文工作总结 87

7.2创新点分析 88

7.3展望 89

致谢 90

参考文献 91

论文二：星载雷达微波遥感海浪方向谱仿真与反演研究 102

1绪论 102

1.1研究目的和意义 102

1.1.1 SAR图像反演海浪方向谱的研究意义 103

1.1.2波谱仪反演海浪方向谱的研究意义 104

1.2国内外研究现状 104

1.2.1 SAR图像反演海浪谱的研究现状 104

1.2.2波谱仪反演海浪谱的研究现状 108

1.3研究内容 109

1.3.1拟解决的关键科学问题 109

1.3.2论文主要内容及章节安排 109

2 SAR成像机理与图像谱仿真 111

2.1 SAR成像几何结构与分辨率 111

2.1.1 SAR成像几何结构 111

2.1.2 SAR分辨率 111

2.2 SAR成像机理 113

2.2.1雷达后向散射系数 113

2.2.2 SAR海面微波散射模型 114

2.2.3调制传递函数 115

2.2.4 SAR线性成像机理 117

2.2.5 SAR非线性成像机理 119

2.2.6 SAR图像交叉谱 121

2.3 SAR图像谱仿真 122

2.3.1仿真输入海浪谱模型 122

2.3.2仿真参数与流程 123

2.3.3 SAR图像谱仿真结果与分析 123

2.3.4 SAR图像交叉谱仿真结果与分析 126

2.4小结 128

3 SAR海浪方向谱反演 130

3.1典型SAR海浪谱反演算法 130

3.1.1 SAR海浪谱反演算法的主要特点 130

3.1.2典型SAR海浪谱反演算法介绍 130

3.2分步参数化海浪谱反演算法 133

3.2.1分步参数化算法 133

3.2.2反演过程其他关键处理方法 138

3.3 SAR分步参数化海浪谱反演算法仿真与实例研究 140

3.3.1 SAR海浪谱反演算法仿真 141

3.3.2 SAR实图像海浪谱反演 142

3.3.3 SAR复图像海浪谱反演 147

3.4小结 151

4波谱仪测量原理与信号谱仿真 152

4.1波谱仪探测几何结构与分辨率 152

4.1.1波谱仪探测几何结构 152

4.1.2波谱仪分辨率 153

4.2波谱仪海浪方向谱测量原理 154

4.2.1波谱仪海面微波散射模型 154

4.2.2波谱仪的测量原理 155

4.3波谱仪信号谱仿真 158

4.4小结 159

5波谱仪海浪方向谱反演 160

5.1波谱仪海浪方向谱反演算法 160

5.1.1反演算法 160

5.1.2比例系数估计方法 163

5.2波谱仪仿真技术研究 166

5.2.1仿真流程和参数设置 166

5.2.2仿真方法 167

5.2.3仿真结果 170

5.3小结 181

6机载波谱仪STORM海浪方向谱反演 182

6.1 STORM数据介绍 182

6.2 STORM信号谱提取 183

6.3反演方法 186

6.4反演结果 187

6.4.1反演实例一（2002年11月4日） 187

6.4.2反演实例二（2002年10月20日） 189

6.5小结 193

7 SAR与波谱仪联合反演海浪方向谱 194

7.1波谱仪在SAR海浪谱反演中的应用 194

7.2 SAR在波谱仪海浪谱反演中的应用 197

7.3小结 201

8总结与展望 202

8.1论文工作总结 202

8.2创新点分析 203

8.3展望 203

致谢 205

参考文献 206

论文三：卫星微波遥感海面风场反演技术研究 216

1前言 216

1.1研究意义 216

1.2目前主要测风传感器 217

1.3散射计风矢量反演算法研究 220

1.4大风区域散射计测风及降雨对测风影响的研究 222

1.5论文的主要内容与章节安排 225

2微波散射计工作原理 226

2.1雷达对地观测原理 226

2.1.1雷达散射截面 226

2.1.2雷达方程 226

2.1.3 凋落波 227

2.1.4分辨率 227

2.1.5距离测量和速度测量中的模糊 228

2.2固定天线扇形波束体制微波散射计工作原理 228

2.2.1 ERS散射计观测几何 229

2.2.2 ERS散射计面元配准 231

2.3笔型波束圆锥扫描型微波散射计工作原理 232

2.3.1 SeaWinds天线系统 233

2.3.2 SeaWinds后向散射系数分辨率 235

2.3.3 σ0的估算 237

3从后向散射系数到海面风矢量——风矢量反演 240

3.1散射计海面风矢量反演流程 240

3.1.1地球物理模型 240

3.1.2风矢量反演算法——最大似然法 243

3.1.3风向多解去除算法 244

3.1.4风矢量验证 248

3.2人工神经网络建模实验 251

3.2.1人工神经网络模型 252

3.2.2训练样本集 253

3.2.3结果和比较 253

3.3 QuikSCAT风矢量快速反演算法 256

3.3.1 QuikSCAT面元配准 257

3.3.2快速算法 257

3.3.3快速算法应用结果与验证 259

4大风条件下的风矢量反演及应用 262

4.1大风条件下风矢量反演的特点 262

4.2大风地球物理模型 263

4.2.1散射计风速和辐射计风速在大风条件下的精度对比 263

4.2.2大风地球物理模型的建立 267

4.2.3反演结果及对比 270

4.3对降雨影响的校正 271

4.3.1 Holland的台风模型 271

4.3.2降雨对风矢量反演的影响 272

4.3.3降雨对风向反演带来的误差的校正 275

4.3.4降雨对风速反演带来的误差的校正 276

4.4 QuikSCAT在台风强度和路径监测中的应用 280

4.4.1台风强度的确定和台风中心的定位 281

4.4.2台风强度发展和路径检测 282

4.4.3台风强度反演结果的校正 283

5近岸风矢量反演——散射计与SAR联合风矢量反演算法 286

5.1从SAR图像提取风矢量 286

5.1.1噪声去除 287

5.1.2风向确定 288

5.1.3 RADARSAT辐射定标 291

5.1.4极化转换 291

5.1.5风速求解及验证 292

5.2从QuikSCAT与SAR同步观测结果提取高空间分辨率风矢量 293

5.3从QuikSCAT与SAR同步观测结果提取近岸风矢量 294

6波谱仪小入射角测风机制探讨 296

6.1海浪波谱仪的工作参数和工作原理 296

6.2海浪谱测量原理及小入射角雷达测风机理探讨 297

6.3波谱仪仿真 300

6.4波谱仪海面风速反演 305

7总结与展望 308

7.1总结 308

7.2本文主要创新点 309

7.3展望 310

参考文献 311

论文四：基于微波辐射计的海面风速和海表温度反演算法研究 322

1绪论 322

1.1研究背景和意义 322

1.2国内外研究现状 323

1.2.1海面风速反演 324

1.2.2海表温度反演 327

1.3微波辐射计测量的有关概念 329

1.3.1亮度温度 329

1.3.2极化方式 330

1.4本文的主要研究内容 330

2数据资料处理和方法 332

2.1 SSM/I辐射计简介 332

2.2 SSM/I辐射计亮温资料处理 335

2.2.1 SSM/I数据定标 335

2.2.2 SSM/I亮温数据的天气分类 336

2.3浮标实测数据处理 336

2.4 SSM/I亮温数据与浮标数据匹配 337

2.5小结 340

3海面风速反演 341

3.1引言 341

3.2双极化通道亮温海面风速反演算法 341

3.2.1反演算法 341

3.2.2反演流程 344

3.2.3反演结果 345

3.3基于神经网络的海面风速反演算法 348

3.3.1人工神经网络简介 348

3.3.2人工神经网络反演海面风速模型的建立 350

3.3.3反演结果分析 352

3.3.4神经网络算法在台风风速反演中的应用 361

3.3.5神经网络算法在全球海面风速反演中的应用 363

3.4小结 367

4海表温度反演 369

4.1引言 369

4.2线性回归算法反演海表温度 370

4.2.1反演算法 370

4.2.2结果及验证 370

4.3基于神经网络的海表温度反演算法 373

4.3.1神经网络反演海表温度模型的建立 373

4.3.2神经网络模型反演海表温度的结果和验证 373

4.3.3神经网络模型反演全球海表温度与AVHRR产品比较 374

4.4 AMSR-E反演海表温度 377

4.5海表温度与渔场分布关系探讨 380

4.6小结 381

5总结与展望 384

5.1总结 384

5.2展望 385

参考文献 386