理论教育 遥感测波仪-海洋水文测量技术

遥感测波仪-海洋水文测量技术

时间:2023-09-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:属于这一类的仪器主要有:合成孔径雷达、激光测波仪、卫星高度计等。此外,经过特殊设计的合成孔径雷达或激光装置,均可用来观测潮汐或气象潮。特别是近几年来,在遥感海洋学中,合成孔径雷达的研制工作受到各国的重视,成为大面积海浪观测的有效工具之一。有许多技术报告说明,合成孔径雷达还可以用来测量波长和波向。

遥感测波仪-海洋水文测量技术

遥感测波仪是指感应器不直接放置在海上或水下的测波仪器。通常,可以把它们安置在岸边(如岸用测波雷达)或安置在某种载体上(如飞机、卫星等),也可以安置在平台上(如石油平台)。属于这一类的仪器主要有:合成孔径雷达激光测波仪、卫星高度计等。

1.合成孔径雷达

合成孔径雷达或激光测波的工作方式是类似的,可安装在岸边、海上平台或飞机上。当它们发射的无线电波或激光光束到达起伏的海面时,将被发射回去并接收下来,从而测定海面的波高。在一般情况下,这些装置的测量精度是相当高的。如果海面情况恶劣复杂,测量精度就会受到影响。目前在西方的海洋仪器市场上均有简便的便携式装置,可以用于临时设置的波浪站。此外,经过特殊设计的合成孔径雷达或激光装置,均可用来观测潮汐气象潮。特别是近几年来,在遥感海洋学中,合成孔径雷达的研制工作受到各国的重视,成为大面积海浪观测的有效工具之一。有许多技术报告说明,合成孔径雷达还可以用来测量波长和波向。但是所遇到的困难之一是:回波信号与波浪要素之间的确凿定量关系仍然有待于研究人员做进一步的工作。

2.卫星高度计

卫星高度计是最具特色和潜力的主动式微波雷达系统。当高度计雷达脉冲信号传向海面时,脉冲前沿的发射首先来自波峰的反射,随后脉冲波与海面接触越来越多,来自海面的发射面积也就越来越大,反射强度逐渐增强,回波信号呈线性增长,此后脉冲后沿到达海面,回波信号的强度增加到最大。当海面平静时,脉冲的回波信号在脉冲持续时间内逐渐增强,并达到最大值;当海面为粗糙海况时,脉冲的回波信号所持续的时间更长。因此,可根据海面反射的脉冲回波前沿的斜率来反演海面波高。高度计可以测量海面波高,测量精度达到0.5m(当H1/3>2.0m时)或10%(当H1/3<2.0m时)。(www.daowen.com)

目前看来,这些仪器方兴未艾、日臻完善,不失为一种前景广阔的技术手段。但从另一个角度思考,把它作为一种常规测波手段取代为数众多的波浪站,尚不为成熟。

3.照相摄影

在高空拍摄航空照片或卫星照片,也能对大面积的海浪作出粗略的估计。倘若利用一部摄影机拍摄水尺附近的海面,即可获得高精度的海面波动。但是要把摄影底片转化成可供阅读研究的波浪资料,确实是一件极为费时费力的工作,所以难以作为常规测波手段,因此照相摄影术多用于不同类型的测波仪器的比测工作。随着全息投影技术的发展和成熟,照相摄影术也有了显著的进步,然而要把它用于常规波浪观测,仍然有很多工作需要完善。

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