艦載高頻地波雷達海洋溢油污染漂流帶監(jiān)測.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展和科技的進步,人們的生產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重海洋污染。
　　高頻地波雷達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)超視距目標探測,是海面低速運動目標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的信號處理過程以及目標回波信息提取方法,這也是高頻地波雷達海態(tài)遙感的理論基礎。由于海雜波環(huán)境是利用艦載高頻地波雷達進行溢油污染帶監(jiān)測的應用背景,所以本文接下來探討了一階海雜波產生及作用機理,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上,對一階海雜波進行了仿真并針對雷達載頻高低、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果。
　　然后本文從Barrick建立的高頻地波雷達海回波一階、二階散射截面積方程入手,探討了海流徑向速度、海面風速風向、海浪高度等海態(tài)參數(shù)的提取方法并在此基礎上給出了高頻地波雷達海態(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實現(xiàn)對其的探測與跟蹤,而油膜漂流速度取決于海面風速和海流流速,所以對這兩個重要的參數(shù)獲取進行了細致的分析,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>　　為達到發(fā)現(xiàn)污染帶并進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行了仿真并據(jù)此分析說明了溢油監(jiān)測結果:當在雷達波束探測范圍內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;而當在雷達波束探測范圍內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