风场反演

摘要： 海面风场风能资源分析对海上风电场的建设开发具有重要意义.近年来随着遥感技术的发展,星载合成孔径雷达(SAR)为海面风能的分析与评估提供了新手段.基于2015—2019年福建沿海区域的122景Sentinel-1 SAR影像,采用快速傅里叶变换风向反演方法及地球物理模式函数CMOD5.N风速反演方法对福建沿海区域进行SAR风场反演,并从风能有效性、稳定性及时空分布特征方面分析福建近海风能资源.主要结果显示:风速数值范围较大的秋、冬季有效风能占比较高,可达70％以上;福建沿海区域多年平均风能稳定性较好,春、秋、冬季风能稳定性较好,而夏季风能稳定性较差;福建沿海风能的空间分布主要为东北—西南走向逐渐递减类型,在台湾海峡中部区域出现风能最大值.

摘要： 利用散射计测量海面后向散射系数,并通过地球物理模型函数(geophysical model function, GMF)反演得到海面风场。目前散射计风场反演所采用的GMF一般只考虑雷达极化方式、雷达入射角、风速和相对风向对海面后向散射系数的影响,而相关研究表明海表温度(sea surface temperature, SST)对Ku波段散射计风场反演具有不可忽略的影响。文章利用海洋二号A卫星散射计(Haiyang-2AScatterometer,HY2A-SCAT)后向散射系数观测值、欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)再分析风矢量和SST数据,采用人工神经网络方法,建立起一种SST相关的GMF (TNGMF)。对TNGMF进行分析后发现,海面后向散射系数随着SST的增加而增加,并且其增加幅度与雷达极化方式、风速有关。为了对比,文章使用相同数据集和相同方法建立了不包含SST的GMF (NGMF),将美国国家航天航空局散射计-2 (National Aeronautics and Space Administration Scatterometer-2, NSCAT2) GMF、TNGMF和NGMF分别用于HY2A-SCAT风场反演实验。试验结果表明,采用NSCAT2 GMF、NGMF反演得到的风速在低温时系统性偏小,在高温时系统性偏大;而TNGMF可较好地纠正SST对风速偏差均值的影响,从而提高反演风场质量。

摘要： 在航空安全领域,准确掌握低空风切变、湍流、飞机尾流等精细的三维风场信息,能为飞机安全起降提供重要支撑,其中激光雷达是极具潜力的风场信息精细获取的传感器。本文提出一种基于激光雷达的体积扫描策略及多风场特征获取方法,采用交替多个特定高度角的圆锥扫描方式,通过一次体扫综合实现三维风场反演、风切变预警以及湍流强度特征参数反演等功能。仿真和机场实验验证了本方法对于机场周边风切变和湍流的探测反演具有较好的性能。

摘要： 对2020年6月25日河北南部从保定涞源到沧州东光的超级单体雹暴环境条件、雷达观测及风场反演特征进行了分析。结果表明:(1)本次超级单体雹暴是在水平对流卷上触发起来并经过不断加强形成的。(2)超级单体雹暴长时间处于中等到强的基本顺时针旋转环境风的垂直风切变环境中、中气旋维持时间超过3 h以及较强冷池作用,是本次超级单体雹暴维持长生命史的可能原因。(3)对流单体VIL持续7 h基本维持在55~80 kg·m^(2)区间,与单体移动路径上降雹时段一致,超过4 h持续出现三体散射长钉或旁瓣回波特征,与本次过程中灾情调查和气象站观测到的大冰雹时间段基本一致,对大冰雹有较好指示意义。(4)超级单体雹暴出现钩状回波(低层)、回波悬垂“穹隆”结构、风暴顶辐散、ZDR柱和KDP柱等特征。“穹隆”顶部为65 dBz以上反射率因子,该处风场以垂直上升为主,水平风分量较弱,呈现出“穴道-零域”结构,利于大冰雹增长。超级单体垂直速度随高度增大,利于中气旋形成和维持。

摘要： 气象观测中,常用经纬仪跟踪随风飘移的氢气球,实现对于空中各高度上风场的观测。使用单经纬仪进行空中风观测时,往往存在一定误差,主要来源于两个方面,一是受限于观测数据的低可靠性以及氢气球升速的变化,所求空中风具有较大的误差;二是氢气球自身具有一定的惯性和曳力,使其本身不能作为风场的良好示踪物,所观测速度不能直接代表空中风速度。本文基于单经纬仪风场观测原理,提出多经纬仪定位方法(Multi-Theodolite Location Method,MTLM)。首先将经纬仪协同探测氢气球获得的高度角和方位角信息,通过相应的坐标变换与最小二乘法算法,获取氢气球的精确轨迹和速度信息,随后对运动方程分析,实现了由氢气球速度对于背景风场速度的反演。在仿真实验中,本文方法定位的氢气球空中轨迹,各方向均方根误差小于2 m;反演背景风速时,通过本方法反演的背景风场与传统单经纬仪相比,水平速度和垂直速度准确度分别提升超过80%和90%。外场实验中,采用MTLM方法反演水平风速较单经纬仪性能有较大的提升,风向和风速准确度分别提升86%和66%,在高精度风速获取上MTLM方法具有更好的性能。

摘要： 利用雷达三维组网产品、雷达风场反演产品、冰雹识别组网产品、龙卷涡旋特征识别移动路径产品,对2021年华东、华中、东北等地发生的4次强对流天气进行了应用分析。结果表明,雷达三维组网产品完整地记录了涉及范围较广的4·30雷暴大风从初生到消亡整个发展演变过程,该产品叠加地面单站大风、雷电活动情况更能直观地反映出雷暴、大风出现的范围和强度;冰雹识别组网产品识别出的冰雹尺寸等参数与实况出现的情况基本相符;雷达风场反演产品能很好地揭示龙卷的旋转程度;经过质控后的龙卷涡旋特征产品一定程度上能够反映龙卷移动路径;双偏振相关系数CC产品又为龙卷是否着地提供了很好的判断依据。

摘要： 2017年7月9日,天津市西南地区出现一次伴随短时强降水、冰雹、下击暴流的强雷暴大风天气过程,其中天津市静海区独流镇先后发生两次下击暴流大风。利用多普勒天气雷达数据、三维变分风场反演资料、地面加密自动站观测资料等,对此次强雷暴大风天气过程中下击暴流的成因进行了初步探讨。结果表明:(1)本次过程发生在500 hPa冷涡后部和高空前倾槽形势下,上干冷下暖湿形成静力不稳定层结,对流发生前对流层中下层具有明显的条件不稳定、较大的对流有效位能和下沉对流有效位能,西南风与东南风形成的中尺度辐合线在低层高温背景下触发对流,较弱的垂直风切变环境使得对流风暴初期以脉冲风暴形式出现。(2)下击暴流大风发生前伴随雷达回波图上反射率因子核心下降、中层径向辐合和低层中气旋等特征。(3)降水粒子的拖曳作用对独流镇两次下击暴流大风的发生均起到重要作用;此外,第一次下击暴流大风的发生还与负浮力和干空气夹卷有关,第二次下击暴流大风的发生则与中气旋后侧扰动气压垂直梯度有关。

摘要： 利用多普勒天气雷达探测数据、常规观测资料和ERA5再分析资料,综合分析了2019年7月6日发生在江苏省的一次强对流天气过程的天气形势和雷达回波强度演变特征,并进行了多源数据融合的试验。试验通过VAP技术将雷达径向速度数据反演为矢量风场,并利用典型相关分析的方法(CCA)对雷达径向速度资料反演的风场、再分析资料的风场和气象自动站资料的风场进行数据融合。通过风场融合试验,获得了强对流系统更加丰富准确的地面风场信息,与雷达探测的特征对应,消除了反演风场的量级误差,填补了被过滤的风场信息,恢复了气流的旋转特征。强对流天气过程中,江苏省地区受高空冷涡影响,在高空冷槽、高空急流、低层切变线和地面辐合线的配置条件下,形成了上干冷、下暖湿的层结不稳定结构。通过融合风场的识别:强对流天气系统发展阶段,地面有气旋性辐合流场,包含中γ尺度气旋和辐合线,与反气旋和辐散相伴。气旋性气流对应着雷达回波中的入流缺口,辐合线位于风暴前沿(移动方向)。强对流天气系统强盛阶段,地面流场转变为强辐合弱旋转,灾害性天气发生。

摘要： 多普勒激光雷达因高精度测量、高空分辨率等特点对晴空天气的风场探测具有重要应用价值,但多普勒激光雷达只能获取径向风速,必需进行风场反演.介绍了单部和多部多普勒激光雷达的风场反演技术的国内外进展及优缺点,其风场反演算法主要在微波雷达的基础上进行优化和创新.结果表明,单部多普勒激光雷达中变分方法是最有前途的方法;早期多部雷达普遍存在同一性的问题,对多部多普勒激光雷达也没有提出更有效的方法,变分方法的提出使得单部雷达和多部雷达不再有根本的区别,同化方法成为今后的研究重点(典型方法是变分同化).

摘要： 2017年8月1日18:10-18:30受1710号台风“海棠”外围螺旋雨带影响,江苏省淮安市淮安区出现EF1级龙卷.利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料、多普勒雷达资料等,对龙卷过程进行分析.结果 显示:龙卷发生在“海棠”残留低压和副高边缘间的东南暖湿急流中,其发生前1h地面出现小尺度涡旋并沿着地面辐合线移动.龙卷影响时,相邻地面自动站观测到气压上升、气温和露点下降、风力明显增大.逐渐增大的对流有效位能、小的对流抑制能量、较大的0～1 km垂直风切变、1 km以下的抬升凝结高度、干侵入等环境场特征均有利于本次龙卷风暴的生成.淮安多普勒雷达探测到入流缺口、TVS特征、气旋性风场结构.通过垂直螺旋度分析和双多普勒雷达风场反演等方法,发现在龙卷发生前低层环境垂直风切变有利于小尺度涡旋生成,中低层水平风场以辐合为主.当出现龙卷时,气旋式辐合中心下降有利于涡旋触地,龙卷发生地位于低层涡旋移动方向左前侧与1 km高度切变线附近.

摘要： 利用VAP方法,利用舟山新一代天气雷达基数据资料,对2008年7月2日和2009年6月20日二次过程进行风场反演,结合新一代天气雷达反射率因子资料,从风场动力结构剖析强对流天气入海后变化的主要原因,掌握强对流天气入海后的发展加强和减弱消散的趋势性变化,提高强对流天气预报准确率。进一步的利用浙江省自动测风站网资料和反演风场资科进行对比分析,结果表明：反演风场的风向基本和事实相符；风速和实测资料的风速存在差异,并指出了产生误差的主要原因。

摘要： 研究了双基地双偏振多普勒雷达资料的质量控制、预处理方法、主站和从站资料的配对方法、资料配对方法的检验以及风场反演区域的确定,并建立了一套能够进行数据质量控制和风场反演的软件,构造双基地双偏振多普勒雷达系统的风场结构.为了检验双基地双偏振多普勒雷达资料配对方法的可行性,我们选取空间变化大的径向资料,以主站和从站探测的回波强度在空间和时间的一致性、回波随距离变化的趋势来判断资料的质量和配对的效果.从回波强度来看,配对之后的主站和从站测量的回波强度按主站雷达的方位角、仰角和距离显示的回波位置、强度变化趋势一致.对此我们还做了定量的比较,选取了一个个例资料,通过强回波中心的径向上配对后的回波强度随主动雷达距离的变化,得出结论:主站和从站探测到的回波强度的上升和下降变化一致,只是从站的回波强度比主站的回波强度弱一些,这主要是因为从站雷达天线的低增益所致.结合这一个例资料的配对情况,可以认为资料配对效果较好,该系统的同步观测技术和配对方法可行.由于该双基地双偏振多普勒雷达系统只有一个主动雷达(主站)和一个被动雷达(从站),因而只能得到两个方向的径向速度,这里我们采用多普勒速度合成方法,然后再通过积分质量连续方程求解出垂直速度w,为了满足w的边界条件,我们采用伴随矩阵法求解.利用中电集团第十四所与中国科学院大气物理研究所联合研制的X波段双基地双偏振多普勒雷达系统,在北京地区开展了一系列外场观测,并对它们进行了风场反演试验,并将反演的效果与探空资料以及距该系统从站距离很近的北京市气象局S波段多普勒天气雷达的SVVP风场反演结果进行对比分析,反演的层状云降水风场走势与当时探空数据基本相符,从反演的对流性降水的风场结构可以看出:在低层,对流性降水过程的雷达强回波中心对应着较强的辐合上升气流,并且反演出来的风场与北京市气象局S波段雷达SVVP风场反演结果基本一致.该双基地双偏振多普勒雷达同步观测技术设计合理,在探测近地面层风场结构方面有一定的应用价值和潜力.鉴于从站采用低增益,探测范围小,旁瓣污染普遍存在,目前由于时间限制,雷达资料的质量控制方面还没有加入旁瓣污染的消除.考虑到主站雷达双极化的特点,将它用于旁瓣污染的消除,这还需进一步的研究和验证.

摘要： 通过908 专项调查资料和中尺度气象模式MM5相融合的方法为我国近海风能资源评估提供一定时空分辨率的风场。主要探讨了将GTS 常规观测资料、908 专项调查资料和卫星遥感风场反演资料计入中尺度气象模式MM5的同化方法，同化美国NCEP 水平分辨率为1°×1°的2007~2008年再分析数据，重构了分辨率为0.1°×0.1°风场，对我国近海进行了两个模拟试验，并将不同模拟结果与实测值进行比较，结果表明，时空分辨率较高的观测资料同化风风场模拟结果具有一定的改善作用。根据模拟结果计算了我国近海10 m 高度处平均风速、平均风功率密度和总蕴藏量等风能资源评估参数。计算结果表明：我国近海海洋风能资源总蕴藏量约为8.83×108 kW，其中江苏、福建、广东和山东海洋风能资源丰富，辽宁和浙江海洋风能也较为丰富。

摘要： 利用常规地面和高空观测资料，以及多普勒天气雷达回波产品，并进行了风场反演，对2011 年5 月 26 日邢台西部山区的冰雹天气的环流背景和风暴结构进行了分析。低层850hPa 在山西和河北交界处有切变线维持，是河北南部强对流天气的主要影响系统。午后到傍晚热力和水汽条件有利于不稳定能量的增加，冷空气分别由低层和中层侵入，在地面中尺度的辐合线和露点锋的触发下产生强对流天气。产生冰雹的回波单体为钩状回波，基本反射率因子最大达65dBZ ；最大旋转速度为14m/s ，垂直伸展为2 个仰角，持续时间为4 个体扫，为弱中气旋；垂直液态水积分含量为58kg/m 2 ，回波顶高一直在13km 左右；并出现了三体散射长钉，持续时间为10 个体扫，约1 个小时。风暴单体的雷达反射率因子在垂直结构上表现为回波悬垂和有界弱回波区，基本速度在垂直结构上表现为低层强辐合和高层的辐散，表明风暴云的倾斜和强烈的旋转，暖湿气团被强的倾斜气流抬升到高层，造成移动路径上一系列的冰雹天气。在冰雹过程的雷达回波的反演风场上，对应强回波中心东北侧约20km 的位置有一个气旋性环流，风场中最大的风速约10m/s 。

摘要： 被誉为下一代微波散射计的星载扇形波束圆锥扫描散射计(RFSCAT)是一种新体制散射计.它的主要优点是对测量单元观测数较高且独立采样数也很大,具有优越的风场反演精度和风向解模糊能力。系统参数设计是开展RFSCAT研究的重要内容之一,RFSCAT主要系统参数不仅受卫星平台限制,而且相互之间关联,需要进行折中考虑下的优化设计.以往的文献主要针对星载散射计风场反演应用以及回波信号处理方面进行了简单讨论,没有详细论述系统参数的设计及优化方法。本论文正是针对这一空白,从工程应用的角度出发,对RFSCAT系统的主要设计参数进行了详细的讨论和优化设计.

摘要： 文章简要介绍了星载极化散射计的概念、特点,详细分析了星载极化散射计极化散射系数的测量方差,并对其进行了仿真计算,结果表明:虽然星载极化散射计交叉极化信道的信噪比比较低,但是,即使按照“seawinds”的参数,极化相关测量还是可以满足星载极化散射计的风场反演要求。

摘要： 风廓线雷达在降水天气下探测到的返回信号主要包括大气湍流信号和降水粒子信号,其功率谱数据在结构上通常表现为双峰结构,并且在一定程度上可以看成是双高斯形式的.本文利用安徽省第一部GLC-11-G型车载边界层风廓线雷达在降水条件下获得的探测数据,采用双高斯拟合的方式将湍流谱和降水谱分离开,并通过分离之后的湍流谱对不同强度的降水过程进行了垂直速度场和水平风场的反演.反演结果表明,利用双高斯拟合可以有效地将湍流谱和降水谱区分开,反演得到的垂直速度场、水平风场较处理之前更加精确.

摘要： 风廓线雷达在降水天气下探测到的返回信号主要包括大气湍流信号和降水粒子信号,其功率谱数据在结构上通常表现为双峰结构,并且在一定程度上可以看成是双高斯形式的.本文利用安徽省第一部GLC-11-G型车载边界层风廓线雷达在降水条件下获得的探测数据,采用双高斯拟合的方式将湍流谱和降水谱分离开,并通过分离之后的湍流谱对不同强度的降水过程进行了垂直速度场和水平风场的反演.反演结果表明,利用双高斯拟合可以有效地将湍流谱和降水谱区分开,反演得到的垂直速度场、水平风场较处理之前更加精确.

摘要： 风廓线雷达在降水天气下探测到的返回信号主要包括大气湍流信号和降水粒子信号,其功率谱数据在结构上通常表现为双峰结构,并且在一定程度上可以看成是双高斯形式的.本文利用安徽省第一部GLC-11-G型车载边界层风廓线雷达在降水条件下获得的探测数据,采用双高斯拟合的方式将湍流谱和降水谱分离开,并通过分离之后的湍流谱对不同强度的降水过程进行了垂直速度场和水平风场的反演.反演结果表明,利用双高斯拟合可以有效地将湍流谱和降水谱区分开,反演得到的垂直速度场、水平风场较处理之前更加精确.

摘要： 风廓线雷达在降水天气下探测到的返回信号主要包括大气湍流信号和降水粒子信号,其功率谱数据在结构上通常表现为双峰结构,并且在一定程度上可以看成是双高斯形式的.本文利用安徽省第一部GLC-11-G型车载边界层风廓线雷达在降水条件下获得的探测数据,采用双高斯拟合的方式将湍流谱和降水谱分离开,并通过分离之后的湍流谱对不同强度的降水过程进行了垂直速度场和水平风场的反演.反演结果表明,利用双高斯拟合可以有效地将湍流谱和降水谱区分开,反演得到的垂直速度场、水平风场较处理之前更加精确.

摘要： 本发明公开了一种建成建筑环境下大气边界层风场特性的反演方法和系统，所述方法包括：根据激光雷达实测风场，获得建成建筑上游的实测粗糙度指数αA；根据规范分析场地特征，设定场地粗糙度指数初值为αB，基于αB确定计算流体动力学数值风洞模型中入口边界条件并进行数值模拟仿真，得到实测位置处的粗糙度指数αC；根据αA和αC的差异，调整αB的值进行迭代计算，直至αA和αC之间的差异值小于精度控制指标，最终得到的场地粗糙度指数αB及其对应的风剖面即为反演得到的建成建筑位置处的风场特性。该方法结合多普勒激光测风雷达现场实测和计算流体动力学数值模拟仿真，能够准确获得建成高层建筑处实际的自然风场特性，从而为高层建筑抗风的精细化评估提供科学依据。

摘要： 本发明公开了一种海面风场反演的点方式反演方法，该方法根据圆锥扫描极化散射计目标函数峰值附近分布较为平坦的特征，在反演中利用目标函数最大值随风向的变化率作为测度指标，对第一和第二模糊解风向进行扩展，并对圆中数滤波方法进行改进，从而提高海面风场反演的精度。仿真实验表明，本发明提出的风场反演方法，在不需要外部风向信息作为参考的条件下，能够使地面轨道绝大部分区域的风向反演偏差得到明显下降，并使存在于0～15°之间的风向模糊解得到有效去除，从而证明该方法能够进一步提高圆锥扫描极化散射计的风向反演精度，可以用于星载圆锥扫描极化散射计的业务化地面应用系统中。

摘要： 本发明涉及一种基于风廓线雷达组网的三维风场反演方法，该方法包括：步骤1，搭建多部风廓线雷达并进行组网；步骤2，组网中的各部风廓线雷达采集接收回波信号，并将收集到的回波信号进行数据处理得到气流速度矢量；步骤3，将所述步骤2中的气流速度矢量用插值的计算方法来进行三维空间内各点的计算。本发明通过三维风场的反演方法来解决目前现有技术的问题，气流的速度矢量的空间尺度小，精度高。可以用于小尺度的风切变的探测，或者结合其他气象要素进行小尺度数值天气预报。对垂直方向的风切变进行探测预警，提高了对下击暴流、阵风峰等天气的预警能力。

摘要： 本发明公开了一种海面风场反演的点方式反演方法，该方法根据圆锥扫描极化散射计目标函数峰值附近分布较为平坦的特征，在反演中利用目标函数最大值随风向的变化率作为测度指标，对第一和第二模糊解风向进行扩展，并对圆中数滤波方法进行改进，从而提高海面风场反演的精度。仿真实验表明，本发明提出的风场反演方法，在不需要外部风向信息作为参考的条件下，能够使地面轨道绝大部分区域的风向反演偏差得到明显下降，并使存在于0～15°之间的风向模糊解得到有效去除，从而证明该方法能够进一步提高圆锥扫描极化散射计的风向反演精度，可以用于星载圆锥扫描极化散射计的业务化地面应用系统中。

摘要： 本发明公开了基于八波束风廓线激光雷达的风场反演方法及系统，其中，种子源激光器产生线偏振光，线偏振光经过分束器后分为发射信号和本振信号，其中，发射信号经过声光调制器产生频移，调制成为脉冲光，脉冲光经过放大器的功率放大处理，经过环形器后由望远镜出射；望远镜接收到风廓线激光雷达回波信号，风廓线激光雷达回波信号和本振信号共同输入到耦合器中，耦合器的输出结果经过平衡探测器转换为中频电信号，中频电信号被采集卡采样，对采样回波信号进行功率谱估计，通过脉冲累加平均，提取多普勒频移，对风场风速信息实现反演。可实现高时空分辨率、低探测盲区、远距离、高测风精度的实时大气风场三维探测。

摘要： 本发明涉及一种基于风廓线雷达组网的三维风场反演方法，该方法包括：步骤1，搭建多部风廓线雷达并进行组网；步骤2，组网中的各部风廓线雷达采集接收回波信号，并将收集到的回波信号进行数据处理得到气流速度矢量；步骤3，将所述步骤2中的气流速度矢量用插值的计算方法来进行三维空间内各点的计算。本发明通过三维风场的反演方法来解决目前现有技术的问题，气流的速度矢量的空间尺度小，精度高。可以用于小尺度的风切变的探测，或者结合其他气象要素进行小尺度数值天气预报。对垂直方向的风切变进行探测预警，提高了对下击暴流、阵风峰等天气的预警能力。

摘要： 本发明属于台风反演技术领域，公开了一种基于动力统计的台风精细化风场反演方法及其应用，基于动力统计的台风精细化风场反演方法包括：获取台风中心的预报数据，在每个台风中心位置周围进行网格点的划分；并获取台风中心周围网格点处的数值模式预报的环境变量；利用预先构建的基于绝对角动量的热带气旋径向风速廓线分析模型基于获取的台风中心的预报数据以及所述环境变量确定每一个网格点的风速值；基于确定的每一个网格点的风速值构建台风风场，进行台风风场反演。本发明提供了一种基于台风中心路径、强度主观预报的台风环流风场的预报方法。本发明能够填补主观环流风场预报的空白，为气象预报预警、防灾减灾救灾提供参考。

摘要： 本发明涉及一种基于星载GNSS‑R/S一体化接收的海面矢量风场反演系统及方法。该系统包括：星载GNSS‑R/S一体化接收子系统，用于同时接收导航卫星对同一海面反射区域的反射信号和散射信号；GNSS‑R海面信息反演子系统，用于利用反射信号对所述海面反射区域的海面风场信息进行反演，输出风速和对应的观测角，作为风向反演的辅助信息；GNSS‑S双站雷达成像子系统，用于对所述海面反射区域的多个散射信号进行双站SAR成像与多视处理，获得多幅双站GNSS‑SAR图像和观测角；卷积神经网络，用于将所述海面反射区域的风速及对应的观测角、多幅双站GNSS‑SAR图像和观测角作为所述风向反演模型的输入，对风向进行反演。同时利用导航卫星的海面反射信号与多个海面散射信号，反演海面风速与风向信息。

摘要： 本发明涉及一种基于星载GNSS‑S雷达多维信息的大范围海面风场反演系统及方法。系统包括：星载GNSS‑S雷达，用于接收多颗导航卫星的大范围海面多维散射信号；GNSS‑S信号预处理模块，用于对多维散射信号进行预处理，采用数字波束形成方法恢复海面多个子波束区域的多维散射信号；双站SAR成像处理模块，用于对多个子波束区域的多维散射信号进行并行双站SAR成像处理、二维多视处理与归一化处理，获得多维GNSS‑S雷达图像；海面矢量风场反演模型，用于根据多维GNSS‑S雷达图像对多个子波束区域的海面矢量风场进行并行化反演。本发明可以同时反演海面的风速与风向，而且可实现大范围海面连续的矢量风场反演。

摘要： 本发明提供了一种考虑SAR幅相不平衡的全极化SAR海面风场反演方法及系统。该方法包括：根据全极化SAR系统失真矩阵，计算SAR幅相不平衡数据；计算SAR图像参数；根据SAR幅相不平衡数据和SAR图像参数，利用最小二乘法训练建立风场经验反演模型。本发明提供的考虑SAR幅相不平衡的全极化SAR海面风场反演方法及系统能够解决传统风场反演方法不考虑SAR幅相不平衡的问题。