[go: up one dir, main page]

RU2003124710A - PANORAMIC RADAR RADAR METHOD FOR DETERMINING THE STATE OF THE SURFACE LAYER OF AN OCEAN FROM A SATELLITE - Google Patents

PANORAMIC RADAR RADAR METHOD FOR DETERMINING THE STATE OF THE SURFACE LAYER OF AN OCEAN FROM A SATELLITE Download PDF

Info

Publication number
RU2003124710A
RU2003124710A RU2003124710/09A RU2003124710A RU2003124710A RU 2003124710 A RU2003124710 A RU 2003124710A RU 2003124710/09 A RU2003124710/09 A RU 2003124710/09A RU 2003124710 A RU2003124710 A RU 2003124710A RU 2003124710 A RU2003124710 A RU 2003124710A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cell
slope
cells
radar
pulses
Prior art date
Application number
RU2003124710/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2274877C2 (en
Inventor
Владимир Юрьевич Караев (RU)
Владимир Юрьевич Караев
Михаил Борисович Каневский (RU)
Михаил Борисович Каневский
Original Assignee
Институт прикладной физики РАН (RU)
Институт прикладной физики РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт прикладной физики РАН (RU), Институт прикладной физики РАН filed Critical Институт прикладной физики РАН (RU)
Priority to RU2003124710/09A priority Critical patent/RU2274877C2/en
Publication of RU2003124710A publication Critical patent/RU2003124710A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2274877C2 publication Critical patent/RU2274877C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Claims (3)

1. Панорамный радиолокационный способ определения параметров состояния приповерхностного слоя океана со спутника, включающий излучение зондирующих импульсов микроволнового диапазона доплеровским радиолокатором, снабженным однолучевой вращающейся антенной с ножевой диаграммой направленности, прием отраженных от водной поверхности импульсов, регистрацию их формы, определение сечения обратного рассеяния σ0 и последующее вычисление по алгоритму скорости приповерхностного ветра V, отличающийся тем, что ножевую диаграмму направленности антенны вращают вокруг вертикальной оси симметрии антенны, проходящей через ее центр, зондирующие импульсы направляют к поверхности океана в надир и каждым импульсом освещают на водной поверхности пятно с размерами, например, 14×355 км, а при приеме отраженных импульсов используют одновременно временную и доплеровскую селекции по дальности для выделения в упомянутом пятне 14×355 км элементарных рассеивающих ячеек с размерами, например, 14×14 км, затем определяют для каждых двух последовательных i-й и i+1-й ячеек сечения обратного рассеяния σ0i) и σ0i+1), которые корректируют с учетом гауссовой формы диаграммы направленности антенны в соответствии с выражением1. Panoramic radar method for determining the state parameters of the surface layer of the ocean from a satellite, comprising emitting microwave sounding pulses with a Doppler radar equipped with a single-beam rotating antenna with a knife radiation pattern, receiving pulses reflected from the water surface, recording their shape, determining the backscattering cross section σ 0 and subsequent calculation according to the surface wind speed algorithm V, characterized in that the knife directional pattern These antennas rotate around the vertical axis of symmetry of the antenna passing through its center, the probe pulses are sent to the nadir to the ocean surface, and each pulse illuminates a spot with a size of, for example, 14 × 355 km on the water surface, and when receiving reflected pulses, they use both time and Doppler range selection to highlight in the said spot 14 × 355 km of elementary scattering cells with dimensions, for example, 14 × 14 km, then determine for every two consecutive i-th and i + 1-th cells of the backscattering cross section σ 0i ) and σ 0i + 1 ), which are adjusted taking into account the Gaussian shape of the antenna pattern in accordance with the expression
Figure 00000001
Figure 00000001
где δxi - ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности вдоль направления зондирования, θi - угол падения для i-й элементарной ячейки, σ0i) - сечение обратного рассеяния i-й элементарной ячейки, затем определяют дисперсию наклонов σ 2 i j) вдоль азимутального направления зондирования φj для каждой i-й ячейкиwhere δ xi is the width of the radiation pattern at the level of 0.5 in power along the sounding direction, θ i is the angle of incidence for the i-th unit cell, σ 0i ) is the backscattering cross section of the i-th unit cell, then the slope dispersion is determined σ 2 i j ) along the azimuthal direction of sounding φ j for each ith cell
Figure 00000002
Figure 00000002
где θi и θi+1 - углы падения для двух последовательных элементарных ячеек, σi) и σi+1) скорректированные сечения обратного рассеяния этих ячеек соответственно, j - номер азимутального направления, под которым наблюдается элементарная ячейка,where θ i and θ i + 1 are the angles of incidence for two consecutive unit cells, σ i ) and σ i + 1 ) are the adjusted backscattering cross sections of these cells, respectively, j is the number of the azimuthal direction under which the elementary cell, после чего полную дисперсию наклонов для i-й ячейки σ 2 i определяют из соотношения σ 2 i 2 o j)+σ 2 i , (φj+90°), и далее по графику азимутальной зависимости дисперсии наклонов σ 2 i j) определяют направление распространения φwi крупномасштабного волнения в i-й ячейке, а упомянутую скорость приповерхностного ветра V определяют по сечению обратного рассеяния σ0 и дисперсиям наклонов σ 2 i j) и σ 2 i j+90°) с помощью алгоритма V=F[σ0, σ 2 i j), σ 2 i j+90°)], полученного стандартным методом регрессии.after which the total variance of the slopes for the ith cell σ 2 i determined from the relation σ 2 i = σ 2 o j ) + σ 2 i , (φ j + 90 °), and further on the graph of the azimuthal dependence of the slope variance σ 2 i j ) determine the propagation direction φ wi of large-scale waves in the i-th cell, and the near-surface wind speed V is determined by the backscattering cross section σ 0 and the slope dispersions σ 2 i j ) and σ 2 i j + 90 °) using the algorithm V = F [σ 0 , σ 2 i j ), σ 2 i j + 90 °)] obtained by the standard regression method.
2. Панорамный радиолокационный способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью дополнительной временной селекции по дальности формируют элементарные ячейки с размерами, например, порядка 14×1 км, затем с помощью дополнительной доплеровской селекции по азимутальному углу φj выделяют элементарные ячейки с размерами, например, порядка 5×1 км.2. The panoramic radar method according to claim 1, characterized in that, using additional temporal range selection, elementary cells are formed with dimensions, for example, of the order of 14 × 1 km, then using additional Doppler selection along the azimuthal angle φ j , elementary cells with with dimensions, for example, of the order of 5 × 1 km. 3. Панорамный радиолокационный способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для измерения средней длины волны Lm крупномасштабного волнения в каждой i-й элементарной ячейке полосы обзора, вначале по доплеровским скоростям с помощью дополнительных частотных фильтров установленных в радиолокаторе создают начальную точку отсчета для регистрации отраженных импульсов в каждой i-й ячейке, после этого прием отраженных от водной поверхности импульсов и регистрацию их формы с помощью упомянутой временной селекции проводят для каждой i-й ячейки отдельно и стандартным алгоритмом по тангенсу угла наклона в средней точке переднего фронта импульса, зарегистрированного в i-й ячейке, определяют высоту Н значительного волнения для нескольких азимутальных направлений в i-й ячейке, затем определяют уточненное значение высоты Н значительного волнения в i-й ячейке полосы обзора путем определения среднего значения высоты Н по нескольким упомянутым измерениям в данной ячейке, после чего по измеренному максимальному значению дисперсии наклонов σ 2 w в i-й ячейке на упомянутом графике азимутальной зависимости дисперсии наклонов σ 2 i j) и по уточненному значению высоты Н значительного волнения среднюю длину волны Lm крупномасштабного волнения определяют из соотношения Lm=H/σw.3. The panoramic radar method according to claim 1 or 2, characterized in that for measuring the average wavelength L m of large-scale waves in each i-th unit cell of the field of view, first the Doppler speeds using additional frequency filters installed in the radar create the starting point counting for registration of reflected pulses in each i-th cell, after that the reception of pulses reflected from the water surface and registration of their shape using the aforementioned time selection is carried out for each i-th cell Using the standard algorithm for the slope at the midpoint of the leading edge of the pulse recorded in the i-th cell, determine the height H of significant waves for several azimuthal directions in the i-th cell, then determine the adjusted value of the height H of significant waves in the i-th cell lanes by determining the average value of the height H from the several measurements mentioned in this cell, and then from the measured maximum value of the slope dispersion σ 2 w in the i-th cell on the above graph of the azimuthal dependence of the slope variance σ 2 i j ) and the specified value of the height H of significant waves, the average wavelength L m of large-scale waves is determined from the relation L m = H / σ w .
RU2003124710/09A 2003-08-07 2003-08-07 Panoramic radar method of determining condition of ocean's layer surface from satellite RU2274877C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124710/09A RU2274877C2 (en) 2003-08-07 2003-08-07 Panoramic radar method of determining condition of ocean's layer surface from satellite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124710/09A RU2274877C2 (en) 2003-08-07 2003-08-07 Panoramic radar method of determining condition of ocean's layer surface from satellite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003124710A true RU2003124710A (en) 2005-02-10
RU2274877C2 RU2274877C2 (en) 2006-04-20

Family

ID=35208502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124710/09A RU2274877C2 (en) 2003-08-07 2003-08-07 Panoramic radar method of determining condition of ocean's layer surface from satellite

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2274877C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449312C1 (en) * 2010-12-27 2012-04-27 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН Panoramic radar method of determining parameters of state of ocean surface layer from satellite

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597148C1 (en) * 2015-03-20 2016-09-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный гидрометеорологический университет" Method of measuring vector field speed of ocean and river streams in space sar
RU2630412C1 (en) * 2016-11-29 2017-09-07 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Method of remote determination of sea current speed

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449312C1 (en) * 2010-12-27 2012-04-27 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН Panoramic radar method of determining parameters of state of ocean surface layer from satellite

Also Published As

Publication number Publication date
RU2274877C2 (en) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201262647Y (en) System for monitoring river flow speed parameter using VHF/UHF radar station
US9817115B2 (en) Weather radar system
Broche et al. VHF radar for ocean surface current and sea state remote sensing
Dierking Multifrequency scatterometer measurements of Baltic Sea ice during EMAC-95
Sletten et al. Radar investigations of breaking water waves at low grazing angles with simultaneous high-speed optical imagery
RU2003124710A (en) PANORAMIC RADAR RADAR METHOD FOR DETERMINING THE STATE OF THE SURFACE LAYER OF AN OCEAN FROM A SATELLITE
Sletten Multipath scattering in ultrawide-band radar sea spikes
CA2774758C (en) Method and device for measuring a profile of the ground
Panfilova et al. Retrieving of significant wave height and period from the Doppler spectrum of backscattered microwave signal
Sletten et al. Ultrawideband, polarimetric radar studies of breaking waves at low grazing angles
RU2002114563A (en) RADAR METHOD FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF THE STATE OF THE SURFACE LAYER OF AN OCEAN FROM A SATELLITE
RU2449312C1 (en) Panoramic radar method of determining parameters of state of ocean surface layer from satellite
Rahman et al. Amplitude characteristics of littoral sea clutter data at K-band and W-band
Herselman et al. Improved covariance matrix estimation in spectrally inhomogeneous sea clutter with application to adaptive small boat detection
Felício et al. Feasibility of radar-based detection of floating macroplastics at microwave frequencies
Kropfli et al. The San Clemente ocean probing experiment: A study of air-sea interactions with remote and in situ sensors
West et al. Multipath EM scattering from breaking ocean waves at grazing incidence
Haus et al. Wind speed dependence of single-site wave-height retrievals from high-frequency radars
Poulter et al. Microwave radar measurements of ocean wave propagation—Initial results
Chen et al. The first-order FMCW HF radar cross section model for ionosphere-ocean propagation
Karaev et al. Technical Note Is it possible to measure ocean surface slopes with a microwave radar at nadir probing?
Karaev et al. Experiment at the International Space Station: a microwave radar with scanning fan beam antenna at nadir probing
Mäkynen Investigation of the microwave signatures of the Baltic Sea ice
Riyait et al. Comparison of the mapping resolution of the ACID synthetic aperture sonar with existing sidescan sonar systems
Gjessing On the use of forward scatter techniques in the study of turbulent stratified layers in the troposhere

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110808