天宫二号成像高度计海洋内波特征及振幅反演

海洋内波是一种重要的中尺度海洋现象,星载合成孔径雷达(SAR)是其常用的观测手段之一。2016年发射的天宫二号干涉成像高度计(TG2-InIRA)第一次以1°~8°小入射对海洋进行干涉成像观测,以实现宽刈幅海面高度测量,目前尚无针对该入射角范围的内波成像模型开展研究的报道。基于TG2-InIRA图像建立了小入射角海洋内波一维成像模型,利用该模型对海洋内波成像特征进行了仿真分析,并采用变分模态分解(VMD)方法对内波参数进行反演。为验证模型及反演方法的正确性,利用TG2-InIRA和Sentinel-1 SAR间隔4 h 13 min对同一内波获取的雷达图像进行了亮暗条纹对比和内波参数反演实验。实验结果表明:TG2-InIRA海洋内波条纹的亮暗顺序与Sentinel-1 SAR的相反,所得到内波特征宽度和振幅的反演结果相对偏差分别为8.14%和15.62%,并且均表现出沿传播方向宽度由小到大、振幅由大到小的变化,符合内波传播的规律,从而展示了TG2-InIRA对内波的探测能力。对TG2-InIRA和Sentinel-1在南海区域分别获取的40幅和19幅内波图像的统计分析表明,大于80%的实际图像中内波条纹亮暗顺序与SAR相反,与所建立的模型和仿真结果一致。