新时期遥感科学与技术专业微波成像理论教学与课程实习设计

针对全链路遥感人才培养的迫切需求,本研究梳理了微波成像课程传统教学中存在的问题,分析了微波成像课程在武汉大学遥感科学与技术专业第二版“遥感科学与技术大类培养方案”课程体系中的位置和作用。并在此基础之上,将思政教育、国内外微波成像新知识融入教学内容中,为微波成像课程分别设计了合适的理论教学内容与课程实习内容,最后对改进微波成像课程的教学方法进行了探讨,以期实现“三全育人、课程思政、学研协同、实践创新”的新时期教育模式。

特高压输电导线的X波段电磁散射特性

为阐明特高压输电导线对X波段高分辨率合成孔径雷达卫星信号的电磁散射特性,首先分析了特高压输电导线的几何结构特征和材质,并基于悬链线方程建立导线的物理模型.然后分析了特高压输电导线的X波段电磁散射特性,其中通过求解圆柱坐标系下的Helmholtz方程获得特高压输电导线的二维绕射系数,并利用增量长度绕射系数方法获得输电导线的三维绕射系数和三维雷达横截面积.最后针对不同极化模式和不同导线直径,将特高压输电导线雷达横截面积(RCS)的理论计算结果与微波暗室测量结果进行对比分析.结果表明:垂直-垂直和水平-水平极化模式下,不同直径特高压输电导线RCS理论计算结果与实际测量结果之间的最大平均相对误差为8.1%,初步验证了所提出的特高压输电导线X波段电磁散射特性分析方法的正确性.

融合CYGNSS和SMAP卫星数据监测飓风强度

为提高海洋飓风强度的观测频次和测量准确度,对综合利用热带气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)和土壤湿度主动[KG-*5]-[KG-*5]被动探测(SMAP)卫星数据监测飓风强度进行了研究.首先,介绍了卫星数据特征;然后,以佛罗伦萨飓风为例,提出了融合这两种卫星数据监测海洋飓风强度的方法,其中包括卫星数据预处理、基于像素级影像融合方法的高风速区域提取和飓风强度测量;最后,将融合两种卫星数据测得的10场飓风的强度与美国国家飓风中心(NHC)提供的飓风最大风速值进行对比分析,并采用平均绝对误差、均方根偏差和相关系数3个指标评价这两种风速测量结果之间的差异.结果表明:与仅利用SMAP卫星数据相比,本文方法能以更高的频次监测飓风强度,可获得更加完整的飓风高风速区域;与美国国家飓风中心提供的飓风最大风速值相比,本文方法监测飓风强度结果的平均绝对误差变动范围为3.9~10.2 m/s,均方根偏差变动范围为4.6~12.5 m/s,相关系数变动范围为0.5707~0.9152,验证了提出的海洋飓风强度监测方法的有效性.

Doppler estimating and compensating method based on phase

According to the Doppler sensitive of the phase coded pulse compression signal, a Doppler estimating and compensating method based on phase is put forward to restrain the Doppler sidelobes, raise the signal-to-noise ratio and improve measuring resolution. The compensation method is used to decompose the echo to amplitude and phase, and then compose the new compensated echo by the amplitude and the nonlinear component of the phase. Furthermore the linear component of the phase can be used to estimate the Doppler frequency shift. The computer simulation and the real data processing show that the method has accurately estimated the Doppler frequency shift, successfully restrained the energy leakage on spectrum, greatly increased the echo signal-to-noise ratio and improved the detection performance of the radio system in both time domain and frequency domain.