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1. chinaXiv:201703.00283 [pdf]

一种改进的局部线性回归估计器及其在雷达高度计海况偏差估计中的应用

蒋茂飞; 许可; 刘亚龙王磊
Subjects: Geosciences >> Space Physics

在建立雷达高度计海况偏差(Sea State Bias, SSB)非参数模型时,通常会用到局部线性回归(Local Linear Regression, LLR)估计器,而传统的局部线性回归估计器涉及高维矩阵运算,当建模的数据量较大时,估计海况偏差需要大量的时间,从而使得非参数估计方法很难用于高维海况偏差模型。该文提出一种改进的局部线性回归(Improved Local Linear Regression, ILLR)估计器,可以避免传统的LLR估计器所需的高维矩阵运算,在不影响海况偏差估计结果的条件下,将局部线性回归估计器获取加权函数的时间复杂度由降低为,从而大幅地降低估计海况偏差所需的时间,为实现高维非参数海况偏差模型的实时运算奠定了基础。

submitted time 2017-03-10 Hits4873Downloads1149 Comment 0

2. chinaXiv:201703.00269 [pdf]

基于交叉点数据和三维非参数模型的雷达高度计海况偏差估计方法

蒋茂飞; 许可; 刘亚龙; 王磊
Subjects: Geosciences >> Space Physics

海况偏差(Sea State Bias,SSB)是雷达高度计测量海面高度的重要误差源。目前,业务化运行的雷达高度计的海况偏差校正都是采用基于风速(U)和有效波高(SWH)的2维经验模型方法,其海况偏差校正不确定度约为2cm。该文提出一种基于交叉点数据和3维非参数模型的海况偏差估计方法,该方法利用星下交叉点数据,采用基于U,SWH以及平均波周期(MWP)的3维非参数模型进行海况偏差估计。该文利用这种估计方法对Jason-2卫星雷达高度计2009~2011年3年的数据进行了处理,将处理结果与Jason-2卫星高度计的地球物理数据集(Geophysical Data Records,GDR)中的海况偏差校正项进行对比,结果表明该文提出的海况偏差估计方法平均能降低1.64 cm2的交叉点海面高度不符值的方差和0.92 cm2的沿轨海面高度异常值的方差,分别对应于1.28 cm和0.96 cm的均方根(RMS)海面高度,这对于提高高度计数据产品的精度具有重要意义。

submitted time 2017-03-10 Hits1175Downloads728 Comment 0

3. chinaXiv:201703.00265 [pdf]

基于FPGA的AgileDARN雷达数字系统的信号处理实现分析

蒋 松; 蓝爱兰; 阎敬业; 孙林; 吴季
Subjects: Geosciences >> Space Physics

本文基于灵敏型地基相干高频雷达(AgileDARN)系统,回顾了空间电离层探测的研究背 景,简要介绍了 AgileDARN 雷达系统。对其数字信号处理系统进行了分析,阐述了系统发射信号产生 模块、回波信号处理模块的工作流程,设计数字系统的硬件结构,详细分析了系统发射信号多脉冲序 列产生的机制,回波信号处理的详细步骤,利用 FPGA 实现原始信号的产生,阵列天线信号波束合成 处理,以及系统中数字滤波器的设计,并通过仿真实验验证了 FPGA 设计的可行性和有效性,满足了 AgileDARN 雷达数字系统的设计要求。

submitted time 2017-03-10 Hits1569Downloads828 Comment 0

4. chinaXiv:201703.00251 [pdf]

AgileDARN雷达数字信号处理的FPGA实现

蒋 松; 蓝爱兰; 阎敬业; 孙林
Subjects: Geosciences >> Space Physics

AgileDARN雷达系统是一种基于全数字相控阵技术的灵敏型地干高频雷达系统,实现对中高纬度电离层的探测。本文对雷达系统的数字信号处理展开研究,设计分析雷达系统收发信号处理流程 ,基于FPGA芯片实现信号收发 、 幅相不一致性校正、数字滤波 、数字波束合成处理,实现方向图的灵活扫描和定向精度的提升,通过仿真实验证了FPGA设计的可行性和有效性。

submitted time 2017-03-10 Hits1483Downloads1104 Comment 0

5. chinaXiv:201605.01691 [pdf]

星载微波散射计高分辨率sigma~0图像重构方法研究

云婷; 董晓龙
Subjects: Geosciences >> Space Physics

针对我国海洋二号卫星微波散射计(HaiYang-2 Scatterometer,HY2-SCAT)数据存在的空间分辨率较低、无法满足对于地球冰冻圈、生物圈探测需求的问题,以其数据拓展应用为目标,开展了微波散射计高分辨率后向散射系数(sigma~0)图像重构技术仿真研究。采用仿真的方法实现并对比了AART(Additive Algebraic Reconstruction Technique)、MART(Multiplicative Algebraic Reconstruction Technique)、SIR(Scatterometer Image Reconstruction)3种分辨率增强的图像重构算法,得出了AART算法没有噪声抑制能力、MART算法噪声抑制能力较弱、SIR算法具有较强的噪声抑制能力,能更好地重构图像,达到分辨率增强效果的结论。然后采用HY2-SCAT测量L1B数据对结论进行了验证,重构了岛屿的地貌特征,得到了分辨率增强、细节丰富、边界清晰的重构图像;重构后的图像还可以应用于植被、冰盖和台风观测等地球地理学研究领域。

submitted time 2016-05-13 Hits1005Downloads641 Comment 0

6. chinaXiv:201605.01669 [pdf]

海洋二号卫星微波散射计自然扩展目标在轨定标

朱金台; 董晓龙; 王磊
Subjects: Geosciences >> Space Physics

海洋二号卫星微波散射计(HY-2 Scatterometer, HY-2 SCAT)是一种旋转扫描笔形波束散射计,能够对同一观测面元提供4次方位角和入射角的观测组合,并通过地球物理模型反演海面风场.为达到设计的风场反演精度,要求其系统定标精度达到0.5dB.利用不同区域自然扩展目标对HY-2 SCAT进行在轨外定标,并与OSCAT 散射计在同时期内的测量结果进行了对比.定标结果显示可以消除因散射计天线指向偏差带来的方位向测量误差. 针对HY-2 SCAT方位向测量偏差进行了误差分析,利用仿真方法以及海洋二号卫星雷达高度计同期测量数据的反演结果进行比对,验证了误差来源.

submitted time 2016-05-13 Hits709Downloads418 Comment 0

7. chinaXiv:201605.01638 [pdf]

改进的G矩阵模型法在全极化综合孔径辐射计中的应用

杨晓城; 阎敬业; 吴季
Subjects: Geosciences >> Space Physics

反演成像是综合孔径微波辐射计的一项关键内容,但反演过程是欠定的,不能提供一个确定解.针对综合孔径辐射计中常用反演算法:G矩阵模型法存在较大反演误差的问题,提出了一种改进的G矩阵模型法应用于FPIR系统中.仿真结果表明,与传统的G矩阵模型法相比,改进的G矩阵模型法能有效地降低FPIR系统图像反演误差,以获取高精确度的观测场景的亮温分布满足FPIR系统探测海面风场、土壤湿度等应用需求.

submitted time 2016-05-13 Hits773Downloads458 Comment 0

8. chinaXiv:201605.00304 [pdf]

一种消除合成孔径雷达高度计延迟校正中残余误差的新算法及仿真验证

王磊; 许可; 史灵卫; 杨双宝
Subjects: Geosciences >> Space Physics

合成孔径雷达高度计可以获得比传统雷达高度计更高的测量精度,延迟校正是其中的核心技术。在雷达收发脉冲的间隔内,由于卫星运动,目标与雷达之间的距离变化会带来残余误差,这点在现有的延迟校正算法中都未考虑。该文研究了垂直速度和水平速度对延迟校正的影响,建立了合成孔径雷达高度计的延迟校正模型,提出了一个新的延迟校正算法,消除了卫星垂直速度和水平速度带来的残余误差。最后通过计算机仿真进行了验证,仿真结果表明,该文提出的算法可得到准确的校正结果。

submitted time 2016-05-03 Hits1460Downloads908 Comment 0

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