基于优化理论的高频地波雷达海浪参数反演  被引量:4

Optimization method for extracting ocean wave parameters from HFSWR

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作  者:李伦[1] 吴雄斌[2] 徐兴安[2] 

机构地区:[1]武汉数字工程研究所,武汉430074 [2]武汉大学电子信息学院,武汉430072

出  处:《物理学报》2014年第3期433-443,共11页Acta Physica Sinica

基  金:国家自然科学基金(批准号:60571065);国家高技术研究发展计划(批准号:2009AA09A301;2012AA091701)资助的课题~~

摘  要:针对从高频地波雷达海洋回波多普勒谱反演海浪参数的非线性积分方程,采用线性化近似可以转化为线性积分方程,类似于第一类Fredholm积分方程.文中采用数值方法将线性积分方程转化为二次型最优化问题,并采用共轭梯度法来求解.针对海浪参数的非负先验特性,在迭代过程中,加入非负约束项对共轭梯度法进行了改进.在单部雷达和双部雷达情况下进行正演数值模拟,然后用模拟数据添加不同信噪比的随机噪声进行海浪参数反演,无论是单峰海浪谱还是有两个传播方向的双峰谱反演结果均表明了本文提出的算法在不同信噪比下的有效性.The principle of Doppler spectra detected by HFSWR (high-frequency-surface-wave radar) is given by a nonlinear integral equation from which can be extracted ocean wave parameters. By linearization, the equation can be transferred into a first kind of Fredholm integral equation approximately and can be displayed in a quadratic form. Conjunction gradient (CG) method is proposed to solve the optimization problem. Non-negative restriction is introduced to improve the involved CC algorithm and fit to the priori knowledge so that the ocean wave parameter is non-negative. Validity and accuracy of the proposed method are demonstrated by numerical simulation with different noise levels at one site and two sites.

关 键 词:高频地波雷达 海浪方向谱 共轭梯度法 反演 

分 类 号:TN958.93[电子电信—信号与信息处理]

 

参考文献:

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