岸基GNSS反射信号有效波高反演研究

俞永庆

(中国石油化工股份有限公司 胜利油田分公司，山东 东营 257000)

0 引言

海浪是发生在海洋中的波动现象，准确地获取海浪信息对海上灾害预警以及海上安全生产具有重要意义[1]。在进行海浪观测和研究时，有效波高是海浪的一个重要参数，定义为在一个时间区间内观测到的最高的三分之一大波的平均波高[2]。传统探测手段为接触式浮标、海流计等，具有观测区域小、易受恶劣天气干扰等缺点。另一种常用方法是非接触式无线电波探测，主要有高频地波雷达[3]、卫星高度计[4]以及合成孔径雷达[5]等。上述方法均为发收一体的主动式探测，成本和功耗较高。随着无线电技术的发展，外辐射源技术被提出，利用其他发射装置发射的无线电波进行地表参数或目标的探测[6]，具有低成本、低功耗的优点，适合在供电限制区域部署或在载荷能力受限的平台上搭载。1988年，Hall等[7]首次提出将全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)信号作为照射源探测地表参数的设想。由于有大量的在轨导航卫星，该技术具备高时-空性能的优势[8]。经过三十年发展，该技术已经被用于海面风速[9]、海面高度[10]、有效波高[11]、海冰[12]以及土壤湿度[13]等探测。文献[14]首先提出了岸基GNSS反射信号(Interferometric Complex Field，ICF)概念，并理论论证了利用其反演有效波高的可行性。在此基础上，文献[11]从试验角度论证了该方法的可行性。国内学者也开展了相关试验，论证了北斗反射信号ICF反演有效波高的有效性，并设计实现了北斗反演有效波高的硬件实时系统[15]。……