艦載高頻地波雷達(dá)海洋溢油污染漂流帶監(jiān)測.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人們的生產(chǎn)生活中對于石油的需求量與日俱增,全球海上石油勘探與運輸事業(yè)蓬勃發(fā)展。與此同時,石油及其煉制品在開發(fā)貯運過程中泄入海洋而造成的溢油事故,已成為一種世界性的嚴(yán)重海洋污染。
　　高頻地波雷達(dá)利用垂直極化的高頻電磁波沿海面繞射傳播時能量衰減小的特點,實現(xiàn)超視距目標(biāo)探測,是海面低速運動目標(biāo)探測和海洋動力過程遙測的一種重要手段。本論文就是以運動平臺下的艦載高頻地波雷達(dá)為傳感器,探討一種針對海洋溢油污染漂流

2、帶的監(jiān)測方法。
　　本文首先簡要分析了高頻地波雷達(dá)的信號處理過程以及目標(biāo)回波信息提取方法,這也是高頻地波雷達(dá)海態(tài)遙感的理論基礎(chǔ)。由于海雜波環(huán)境是利用艦載高頻地波雷達(dá)進(jìn)行溢油污染帶監(jiān)測的應(yīng)用背景,所以本文接下來探討了一階海雜波產(chǎn)生及作用機理,按照從一般到特殊的順序,先分析了靜止平臺下的海雜波機理,后對運動平臺下的海雜波譜展寬現(xiàn)象加以單獨討論。在此理論分析的基礎(chǔ)上,對一階海雜波進(jìn)行了仿真并針對雷達(dá)載頻高低、有無洋流存在、平臺是否運動這

3、幾種不同的情況分別給出了仿真結(jié)果。
　　然后本文從Barrick建立的高頻地波雷達(dá)海回波一階、二階散射截面積方程入手,探討了海流徑向速度、海面風(fēng)速風(fēng)向、海浪高度等海態(tài)參數(shù)的提取方法并在此基礎(chǔ)上給出了高頻地波雷達(dá)海態(tài)參數(shù)的提取流程圖。由于本文是通過溢油污染帶的速度指標(biāo)實現(xiàn)對其的探測與跟蹤,而油膜漂流速度取決于海面風(fēng)速和海流流速,所以對這兩個重要的參數(shù)獲取進(jìn)行了細(xì)致的分析,然后根據(jù)海面溢油的漂流和擴散特點,建立了溢油過程的動態(tài)模型。<

4、br>　　為達(dá)到發(fā)現(xiàn)污染帶并進(jìn)一步估算其面積的目的,本文中的溢油監(jiān)測主要包括溢油污染帶檢測和溢油污染帶邊界提取兩部分。最后一章中,本文在一階海雜波環(huán)境的背景下,分別對各種情況下海面油污回波譜進(jìn)行了仿真并據(jù)此分析說明了溢油監(jiān)測結(jié)果:當(dāng)在雷達(dá)波束探測范圍內(nèi)特定距離處僅存在海浪回波或油膜回波的情況下,可通過回波譜特點判斷是否有溢油事故發(fā)生;而當(dāng)在雷達(dá)波束探測范圍內(nèi)特定距離處同時存在海浪回波和油膜回波時,能否通過回波譜提取溢油污染帶邊界信息,取