:: دوره 8، شماره 2 - ( 6-1399 ) ::
جلد 8 شماره 2 صفحات 38-21 برگشت به فهرست نسخه ها
آنالیز حساسیت شکل موج مدل براون در ارتفاع‌سنجی راداری
رضا عرب صاحبی*، بهزاد وثوقی، محمدجواد طوریان
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده:   (781 مشاهده)
در ارتفاع­سنجی ماهواره­ای (ارتفاع­سنجی راداری)، سنجنده به منظور تعیین ارتفاع سطح آب، پالس­های راداری با توان معلوم را به سمت زمین ارسال و انعکاس آنرا بطور پیوسته ثبت می­کند. سری زمانی متوسط توان بازگشتی ثبت شده در سنجنده، " شکل موج" نامیده می­شود. مدل ریاضی شکل موج بازگشتی که اولین بار توسط براون معرفی شد؛ تحت تأثیر شش پارامتر : ارتفاع موثر موج، اپک زمانی، اریبی سطح، خروج از نادیر، سطح نویز حرارتی و ضریب پراکنش سطح می­باشد. نقطه میانی شکل­موج، نقش اصلی را در تعیین فاصله سنجنده تا سطح آب برعهده دارد. بنابراین ارزیابی میزان حساسیت این مدل ریاضی به شش پارامتر مذکور، می­تواند در تعیین دقیق­تر فاصله سنجنده تا سطح آب نقش مهمی را ایفا کند. در این تحقیق، آنالیز حساسیت شکل موج بازگشتی برای شکل موج شبیه­سازی شده مأموریت ارتفاع­سنجی راداری جیسون-2 به انجام رسیده است. سپس، برای نشان دادن اثر پارامترهای اشاره شده در حالت واقعی در شکل موج بازگشتی جیسون-2، در مسیر موجود در منطقه خلیج فارس و دریای عمان از سیکل 208 این ماهواره 22 نقطه انتخاب و آنالیز حساسیت پارامترها انجام گرفته است. نتایج حاصل نشان داد که موقعیت نقطه میانی شکل موج از حساسیت کمتری نسبت به پارامترهای ارتفاع موثر موج، خروج از نادیر و اریبی سطح برخوردار بوده و در مقابل، پارامتر اپک زمانی باعث جابجایی محسوسی در مکان نقطه میانی و در نتیجه ایجاد خطا در تعیین فاصله می­گردد. چون فرایند تعیین مولفه­های تشکیل دهنده شکل موج یک فرایند تکراری است؛ در این تحقیق نشان داده می­شود که چگونه می­توان مقادیر اولیه این پارامترها را برای استفاده در روش کمترین مربعات برآورد نمود.
واژه‌های کلیدی: ارتفاع‌سنجی راداری، آنالیز حساسیت، شکل‌موج، مدل براون، روش کمترین مربعات.
متن کامل [PDF 2146 kb]   (344 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: ژئودزی (عمومی)
دریافت: 1395/12/16 | پذیرش: 1397/6/5 | انتشار: 1399/6/31
فهرست منابع
1. [1] Brown, G. S., "The Average Impulse Response of a Rough Surface and Its Applications", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-25, No. 1, pp. 67-74, 1977.
2. [2] Hayne, G. S., "Radar Altimeter Mean Return Waveform from Near-Normal-Incidence Ocean Surface Scattering", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-28, No. 5, pp. 687-692, 1980.
3. [3] Barrick, D. E., Lipa, B.J., "Analysis and Interpretation of Altimeter Sea Echo", Advances in Geophysics, Vol. 27, pp. 61-100, 1985.
4. [4] Rodriguez, E., Chapman, B., "Extracting Ocean Surface Information from Altimeter Returns: The Deconvolution Method", Journal of Geophysical Research, Vol. 94, No. C7, pp. 9761-9778, 1989.
5. [5] Challenor, P. G., Srokosz, M. A., "The Extraction of Geophysical Parameters from Radar Altimeter Return from a Nonlinear Sea Surface", in: Mathematics in Remote Sensing, Brooks, S. R. (ed.), Oxford University Press, Oxford, UK, pp. 254-268, 1989.
6. [6] Tokmakian, R. T., Challenor, P. G., Guymer, T. H., Srokosz, M. A., "The U.K. EODC ERS-1 Altimeter Oceans Processing Scheme", International Journal of Remote Sensing, Vol. 15, No. 4, pp. 939-962, 1994.
7. [7] Gomez-Enri, J., Villiares, P., Gommenginger, C., Srokosz, M., Challenor, P., Alonso, J.J, Arias, M., "Retrieving the ocean wave-skewness from Envisat Ra-2 averaged waveforms", Envisat Symposium 2007, Switzerland, 2007.
8. [8] Rodriguez, E., "Altimetry for Non-Gaussian Oceans: Height Biases and Estimation of Parameters", Journal of Geophysical Research, Vol. 93, No. C11, Page 14107-14120, 1988.
9. [9] Basu, S., Pandey, P. C., "Numerical experiment with modeled return echo of a satellite altimeter from a rough ocean surface and a simple iterative algorithm for the estimation of significant wave height", Indian Acad. Sci. (Earth Planet Sci.). Vol. 100, No. 2, pp. 155-163, 1991.
10. [10] Gomez-Enri, J., Gommenginger, C., Srokosz, M., Challenor, P., "The retracking of ocean parameters in the Mediterranean Sea and the surrounding area of the Iberian Atlantic using RA-2 Envisat data", 25th EARSeL Symposium on Global Developments in Environmental Earth Observation from Space, Porto, Portugal, PP. 713-719, 2005.
11. [11] Amarouche, L., Thibaut, P., Zanife, O.Z., Dumont, J.P., Vincent, P., Steunou, N., "Improving the Jason-1 Ground rretracking to Better Account for Attitude Effects", Marine Geodesy. 27: 171-197. doi: 10.1080/01490410490465210, 2004.
12. [12] Thibaut, P., Amarouche, L., Zanife, O.Z., Steunou, N., Vincent, P., Raizonville, P., "Jason-1 Altimeter Ground Processing Look-Up Correction Tables", Marine Geodesy. 27: 409-431. doi: 10.1080/01490410490902133, ,2004.
13. [13] Gomez-Enri, J., Srokosz, M., Gommenginger, C., Challenor, P., Milagro-Perez, M., "On the Impact of Mispointing Error and Hamming Filtering on Altimeter Waveform Retracking and Skewness Retrieval", Marine Geodesy. 30: 217-233. doi: 10.1080/01490410701438166, 2007.
14. [14] Gomez-Enri, J., Jimenez-Garay, R., Villares, C., Challenor, P., Arias, M., Alonso, J.J., Catalan Perez-Urquiola, M., "Measuring ocean wave-skewness in the Austral Ocean from Radar Altimetry", New development and challenges in Remote Sensing, Rotterdam. ISBN: 978-90-5966-053-3, 2007.
15. [15] Thibaut, P., Poisson, J.C., Bronner, E., Picot, N., "Relative Performance of the MLE3 and MLE4 Retracking Algorithm on Jason-2 Altimeter Waveforms", Marine Geodesy. 33: 317-335. doi: 10.1080/01490419.2010.491033, 2010.
16. [16] Meloni, M., Vingione, G., Ferrazzoli, P., Parrinello, T., "Recent Development in Radar Altimetry over Land and Their Application to the Cryosat-2 Mission" , IEEE Aerospace and electronic systems magazine. doi: 10.1109/MAES.2015.140221, 2015.
17. [17] Chelton D.E., Ries J.C., Haines B.J., Fu L-L., Callahan P.S., "Satellite altimetry". In: Fu L-L., Cazenave A., editors Chapter 1 of 'Satellite Altimetry and Earth Sciences' Academic Press; 2001.
18. [18] Robinson, I.,"The methods of satellite oceanography". Springer Praxis, Books Springer Berlin Heidelberg, 2010.
19. [19] Chelton., D. B. "Pulse compression and sea level tracking in satellite altimetry". Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 6(3):407_438, 1989.https://doi.org/10.1175/1520-0426(1989)006<0407:PCASLT>2.0.CO;2 [DOI:10.1175/1520-0426(1989)0062.0.CO;2]
20. [20] Halimi, A., "From conventional to delay/Doppler altimetry", Ph.D, thesis Toulouse university, 2013.
21. [21] F. T. Ulaby, R. K. Moore, A. K. Fung, "Microwave Remote Sensing Active and Passive", Volume II Reading, MA, USA: Addison-Wesley, 1982.
22. [22] Marth, P. C., Jensen, J. R., Kilgus, C. C., Perschy, J. A., MacArthur, J. L., Hancock, D. W., Hayne, G. S., Purdy, C. L., Rossi, L. C. and Koblinsky, C. J., "Prelaunch Performance of the NASA Altimeter for the TOPEX/POSEIDON Project", IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 31, No. 2, pp. 315-332, 1993.
23. [23] Khaki, M., Forootan, E., Sharifi, M. and Safari, A., "Using new approach 'extr method 'to retrack satellite radar altimetry", case study: Persian Gulf, Journal of Earth and Space Physics, 2015.
24. [24] Dumont, J.-P., "Estimation optimal des paramétrs altimétriques des signaux radar Poseidon". Ph.D thesis, Institute National Polytechnique de Toulouse, France, 1985.
25. [25] Rodriguez, E., "Altimetry for non-Gaussian oceans: Height biases and estimation of parameters". J. Geophys. Res. 93:14107-14120, 1988.
26. [26] Thibaut, P., "Relative Performance of the MLE3 and MLE4 Retracking Algorithms on Jason-2 Altimeter Waveforms". Marine Geodesy, 33(S1):317-335, doi: 10.1080/01490419.2010.491033, 2010.



XML   English Abstract   Print



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 8، شماره 2 - ( 6-1399 ) برگشت به فهرست نسخه ها