CN111259511A - 一种海表流场的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种海表流场的处理方法。所述方法包括：获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场；计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；判断所述误差是否小于规定的阈值；若否，则根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场。采用本申请提供的方法，解决了现有技术中，由于海表流场的LMS自适应算法步长使用固定的步长因子，而导致迭代收敛次数和迭代振荡之间存在着不可调和的矛盾的问题。
Description
本申请要求于2018年11月30日提交中国专利局、申请号为201811461970.6、发明名称为“一种海表流场的处理方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及微波遥感领域，具体涉及一种海表流场的处理方法及装置。
背景技术
卫星数据在经过一系列处理后得到可用的干涉相位图，利用干涉相位图可以直接计算得到雷达视线向的速度分量，即多普勒速度，也就是所有观测区域内目标径向速度的矢量和。多普勒速度是各种波、流相互作用的结果，是各种速度的叠加，除了包含海表面流场本身的速度分量外，还包含了海面风引起的流速、大尺度波轨道速度、Bragg波相速度。大尺度波轨道速度和Bragg波相速度没有精确的模型来进行计算，目前一般使用基于仿真模型的迭代反演算法，迭代反演算法不需要通过数学模型计算大尺度波轨道速度和Bragg波相速度，利用迭代校正求最优解的方法，避免了经验模型带来的误差，是目前国际通用的、最可行的反演算法。迭代算法将干涉相位图计算得到的速度场作为初猜流场，通过对初猜流场不断进行迭代校正，使得仿真得到的干涉相位与真实干涉相位最接近，此时的流场就是所需要的真实流场。
传统固定步长的LMS自适应算法的均方误差直接与自适应步长成比例，而步长减小，算法收敛缓慢。由于SAR顺轨干涉海面成像机制的非线性性质，迭代校正时的步长不能过大，以免引起迭代振荡。现在的算法在步长上通常使用固定的步长因子，这在迭代收敛次数和避免迭代振荡之间存在着不可调和的矛盾：如果步长因子过大，虽然迭代收敛较快，但容易引起迭代振荡；如果步长因子过小则会加大迭代次数。
发明内容
本申请提供一种海表流场的处理方法，以解决现有技术中，由于海表流场的LMS自适应算法步长使用固定的步长因子，而导致迭代收敛次数和迭代振荡之间存在着不可调和的矛盾的问题。
本申请提供一种海表流场的处理方法，包括：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
可选的，所述海表的初猜流场，采用如下步骤获取：
利用探测设备，获取针对海表的探测数据；
根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；
根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
可选的，所述根据所述干涉相位图，获取海表的初猜流场，包括：
针对所述干涉相位图进行分析，获得海表的干涉相位；
根据所述干涉相位以及所述探测设备的系统参数，获取海表流场的初猜流场。
可选的，所述探测设备的系统参数包括如下参数中的至少一种：
所述探测设备对应的平台参数；
所述探测设备对应的雷达参数。
可选的，所述根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数，获得海表的校正后模拟流场，包括：
将所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数输入M4S模型；
获得M4S模型输出的当前模拟流场的干涉相位图；根据当前模拟流场的干涉相位图和初猜流场的干涉相位图，获得海表的校正后模拟流场。
可选的，所述根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场，包括：
根据公式
获得更新后的校正后模拟流场，其中，β为变步长因子，uij为干涉相位图像中坐标为(i，j)的点的模拟流场，n为迭代次数，Δu为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场和所述初猜流场的速度差。
可选的，所述变步长因子β的计算公式为：
其中，b为根据流速进行调整的参数，e(n)为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场与所述初猜流场的偏差。
可选的，所述海表流场的处理方法，还包括：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差小于规定的阈值，则将所述校正后模拟流场作为海表流场。
可选的，所述海表流场的处理方法，还包括：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差不小于规定的阈值，则判断本次误差与上一次迭代过程中的误差相比是否收敛；
如果收敛，则进入所述将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场的步骤。
可选的，所述海表流场的处理方法，还包括：如果本次误差与上一次迭代过程中的误差相比不收敛，则将所述当前模拟流场作为海表流场。
可选的，所述海表流场的处理方法，还包括：
针对所述海表的校正后模拟流场对应的干涉相位图进行方向位偏移校正，获得第一干涉相位图；
针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；
将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图。
本申请提供一种海表流场的处理装置，包括：
获取单元，用于获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
流场获得单元，用于根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算单元，用于计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断单元，用于判断所述误差是否小于规定的阈值；
校正单元，用于若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
可选的，所述获取单元，具体用于：
利用探测设备，获取针对海表的探测数据；
根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；
根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
可选的，所述获取单元，还用于：
针对所述干涉相位图进行分析，获得海表的干涉相位；
根据所述干涉相位以及所述探测设备的系统参数，获取海表流场的初猜流场。
可选的，所述探测设备的系统参数包括如下参数中的至少一种：
所述探测设备对应的平台参数；
所述探测设备对应的雷达参数。
可选的，所述流场获得单元，具体用于：
将所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数输入M4S模型；
获得M4S模型输出的当前模拟流场的干涉相位图；
根据当前模拟流场的干涉相位图和初猜流场的干涉相位图，获得海表的校正后模拟流场。
可选的，所述校正单元，具体用于：
根据公式
获得更新后的校正后模拟流场，其中，β为变步长因子，uij为干涉相位图像中坐标为(i，j)的点的模拟流场，n为迭代次数，Δu为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场和所述初猜流场的速度差。
可选的，所述变步长因子β的计算公式为：
其中，b为根据流速进行调整的参数，e(n)为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场与所述初猜流场的偏差。
可选的，所述校正单元，还用于：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差小于规定的阈值，则确定所述校正后模拟流场为海表流场。
可选的，所述校正单元，还用于：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差不小于规定的阈值，则判断本次误差与上一次迭代过程中的误差相比是否收敛；
如果收敛，则进入所述将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场的步骤。
可选的，所述校正单元，还用于：
如果本次误差与上一次迭代过程中的误差相比不收敛，则将所述当前模拟流场作为海表流场。
可选的，所述海表流场的处理装置，还包括偏移校正单元，所述偏移校正单元用于：
针对所述海表的校正后模拟流场对应的干涉相位图进行方向位偏移校正，获得第一干涉相位图；
针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；
将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图。
本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
存储器，用于存储程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，执行如下操作：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
本申请提供一种计算机可读取存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现以下步骤：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
与现有技术相比，本申请具有如下优点：
采用本申请提供的方法，获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；判断所述误差是否小于规定的阈值；若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。通过采用本申请提供的方法，既避免了获取海表流场的过程中的迭代振荡，又避免了迭代过多，解决了现有技术中，由于海表流场的LMS自适应算法步长使用固定的步长因子，而导致迭代收敛次数和迭代振荡之间存在着不可调和的矛盾的问题。
附图说明
图1是本申请第一实施例提供的一种海表流场的处理方法的流程图；
图2是本申请第一实施例涉及的步长因子与误差的关系示意图；
图3是本申请第二实施例提供的一种海表流场的处理装置的示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请第一实施例提供一种海表流场的处理方法。请参看图1，该图为本申请第一实施例的流程图。以下结合图1对本申请第一实施例提供一种海表流场的处理方法进行详细说明。所述方法包括如下步骤：
步骤S101：获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得。
本步骤用于获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数。
所述海表的初猜流场，采用如下步骤获取：
利用探测设备，获取针对海表的探测数据；
根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；
根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
本申请中，所述探测设备可以使用顺轨干涉合成孔径雷达。
合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)，是一种高分辨率、相干成像、主动式的微波成像雷达，依靠在距离向使用脉冲压缩技术，在方位向使用合成孔径技术来实现高分辨率观测。顺轨干涉(ATI，Along-Track Interferometric)，是指在平台的飞行方向上一前一后放置2副天线，由于基线的存在，两副天线对同一场景成像时会有延迟，可以获得与速度相关的干涉相位图。初猜流场，是指利用干涉合成孔径雷达进行流场迭代反演时给定的流场的初始值。
首先，可以利用卫星搭载的干涉合成孔径雷达，针对待检测的海表进行测量，获取针对海表的探测数据；然后，根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；最后，根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
所述根据所述干涉相位图，获取海表的初猜流场，包括：
针对所述干涉相位图进行分析，获得海表的干涉相位；
根据所述干涉相位以及所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数，获取海表流场的初猜流场。所述初猜流场可以通过顺轨干涉图得到，通过下述公式获得。
其中，u0为初猜流场，φ0为实际获得的干涉相位，λ为雷达波长，B为有效基线长度(单发双收的双站工作模式下，有效基线为物理基线长度的一半；单站模式下，有效基线与物理基线相等)，V为平台速度，θ为入射角。
所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数包括如下参数中的至少一种：
所述顺轨干涉合成孔径雷达对应的平台参数；
所述顺轨干涉合成孔径雷达对应的雷达参数。
所述平台参数可以包括搭载所述干涉合成孔径雷达的卫星的轨道参数、入射角、飞行高度等。所述雷达参数，可以包括雷达的波长、波段等。
步骤S102：根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场。
本步骤用于根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场。
所述根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，包括：
将所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数输入M4S模型；
获得M4S模型输出的当前模拟流场的干涉相位图；
根据当前模拟流场的干涉相位图和初猜流场的干涉相位图，获得海表的校正后模拟流场。
所述M4S模型可以采用海面微波成像仿真M4S软件，该软件可以用来模拟仿真给定海表流场与海面风场条件下的海洋、大气特征雷达图像。由于M4S软件在微波成像领域具有广泛的使用，这里就不再对其使用方法进行详细说明了。
步骤S103：计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差。
本步骤用于计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差。
将所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图进行对比计算，获得二者之间干涉相位的均方根误差。
步骤S104：判断所述误差是否小于规定的阈值。
本步骤用于判断所述误差是否小于规定的阈值。
所述误差可以为干涉相位的均方根误差rmse，所述阈值可以为T1，判断rmse＜T1是否成立。
步骤S105：若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
本步骤用于若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
所述根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场，包括：
根据公式
获得更新后的校正后模拟流场，其中，β为变步长因子，uij为干涉相位图像中坐标为(i，j)的点的模拟流场，n为迭代次数，Δu为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场和所述初猜流场的速度差。
现有技术中，传统固定步长的LMS自适应算法的均方根误差直接与自适应步长成比例，而步长减小，算法收敛缓慢。由于SAR顺轨干涉海面成像机制的非线性性质，迭代校正时的步长不能过大，以免引起迭代振荡。现在的算法在步长上通常使用固定的步长因子，这在迭代收敛次数和避免迭代振荡之间存在着不可调和的矛盾：如果步长因子过大，虽然迭代收敛较快，但容易引起迭代振荡；如果步长因子过小则会加大迭代次数。
本实施例中，提出了在迭代校正过程中，采用变步长因子的方式，解决了上述现有技术中的缺陷。
所述变步长因子β的计算公式可以为：
其中，b为根据流速进行调整的参数，e(n)为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场与所述初猜流场的偏差。
针对上述公式，实施中建议参数b＝100。这样就建立了步长因子与误差之间的非线性关系，依次来调解步长，避免迭代振荡，提高反演精度。请参考图2，其为步长因子与误差之间的关系示意图。
所述海表流场的处理方法，还包括：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差小于规定的阈值，则将所述校正后模拟流场作为海表流场。
所述误差可以为干涉相位的均方根误差rmse，所述阈值可以为T1，若rmse＜T1，则将所述校正后模拟流场作为海表流场的最优解。
所述海表流场的处理方法，还包括：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差不小于规定的阈值，则判断本次误差与上一次迭代过程中的误差相比是否收敛；
如果收敛，则进入所述将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场的步骤。
如果本次误差与上一次迭代过程中的误差相比不收敛，则将所述当前模拟流场作为海表流场，即所述当前模拟流场作为海表流场的最优解。
所述海表流场的处理方法，还包括：
针对所述海表的校正后模拟流场对应的干涉相位图进行方向位偏移校正，获得第一干涉相位图；
针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；
将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图。
由于运动目标在SAR图像上存在方位向的偏移，可以按照偏移公式对模拟流场进行方向位校正，获得第一干涉相位图；部分像元可能在校正后产生空白值，针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图，继续进行处理。
在上述的实施例中，提供了一种海表流场的处理方法，与之相对应的，本申请还提供一种海表流场的处理装置。请参看图3，其为本申请的一种海表流场的处理装置实施例的流程图。由于本实施例，即第二实施例，基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
本实施例的一种海表流场的处理装置，包括：
获取单元301，用于获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
流场获得单元302，用于根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算单元303，用于计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断单元304，用于判断所述误差是否小于规定的阈值；
校正单元305，用于若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
本实施例中，所述获取单元，具体用于：
利用探测设备，获取针对海表的探测数据；
根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；
根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
本实施例中，所述获取单元，还用于：
针对所述干涉相位图进行分析，获得海表的干涉相位；
根据所述干涉相位以及所述干涉合成孔径雷达的系统参数，获取海表流场的初猜流场。
本实施例中，所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数包括如下参数中的至少一种：
所述顺轨干涉合成孔径雷达对应的平台参数；
所述顺轨干涉合成孔径雷达对应的雷达参数。
本实施例中，所述流场获得单元，具体用于：
将所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数输入M4S模型；
获得M4S模型输出的当前模拟流场的干涉相位图；
根据当前模拟流场的干涉相位图和初猜流场的干涉相位图，获得海表的校正后模拟流场。
本实施例中，所述校正单元，具体用于：
根据公式
获得更新后的校正后模拟流场，其中，β为变步长因子，uij为干涉相位图像中坐标为(i，j)的点的模拟流场，n为迭代次数，Δu为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场和所述初猜流场的速度差。
本实施例中，所述变步长因子β的计算公式为：
其中，b为根据流速进行调整的参数，e(n)为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场与所述初猜流场的偏差。
本实施例中，所述校正单元，还用于：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差小于规定的阈值，则确定所述校正后模拟流场为海表流场。
本实施例中，所述校正单元，还用于：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差不小于规定的阈值，则判断本次误差与上一次迭代过程中的误差相比是否收敛；
如果收敛，则进入所述将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场的步骤。
本实施例中，所述校正单元，还用于：
如果本次误差与上一次迭代过程中的误差相比不收敛，则将所述当前模拟流场作为海表流场。
本实施例中，所述海表流场的处理装置，还包括偏移校正单元，所述偏移校正单元用于：
针对所述海表的校正后模拟流场对应的干涉相位图进行方向位偏移校正，获得第一干涉相位图；
针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；
将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图。
本申请第三实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
存储器，用于存储程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，执行如下操作：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
本申请第三实施例提供一种计算机可读取存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现以下步骤：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述顺轨干涉合成孔径雷达的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个操作器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
1、计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
2、本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
Claims (24)
1.一种海表流场的处理方法，其特征在于，包括：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
2.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，所述海表的初猜流场，采用如下步骤获取：
利用探测设备，获取针对海表的探测数据；
根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；
根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
3.根据权利要求2所述的海表流场的处理方法，其特征在于，所述根据所述干涉相位图，获取海表的初猜流场，包括：
针对所述干涉相位图进行分析，获得海表的干涉相位；
根据所述干涉相位以及所述探测设备的系统参数，获取海表流场的初猜流场。
4.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，所述探测设备的系统参数包括如下参数中的至少一种：
所述探测设备对应的平台参数；
所述探测设备对应的雷达参数。
5.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，所述根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数，获得海表的校正后模拟流场，包括：
将所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数输入M4S模型；
获得M4S模型输出的当前模拟流场的干涉相位图；
根据当前模拟流场的干涉相位图和初猜流场的干涉相位图，获得海表的校正后模拟流场。
6.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，所述根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场，包括：
根据公式
获得更新后的校正后模拟流场，其中，β为变步长因子，uij为干涉相位图像中坐标为(i，j)的点的模拟流场，n为迭代次数，Δu为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场和所述初猜流场的速度差。
7.根据权利要求6所述的海表流场的处理方法，其特征在于，所述变步长因子β的计算公式为：
其中，b为根据流速进行调整的参数，e(n)为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场与所述初猜流场的偏差。
8.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，还包括：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差小于规定的阈值，则将所述校正后模拟流场作为海表流场。
9.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，还包括：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差不小于规定的阈值，则判断本次误差与上一次迭代过程中的误差相比是否收敛；
如果收敛，则进入所述将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场的步骤。
10.根据权利要求9所述的海表流场的处理方法，其特征在于，还包括：如果本次误差与上一次迭代过程中的误差相比不收敛，则将所述当前模拟流场作为海表流场。
11.根据权利要求1所述的海表流场的处理方法，其特征在于，还包括：
针对所述海表的校正后模拟流场对应的干涉相位图进行方向位偏移校正，获得第一干涉相位图；
针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；
将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图。
12.一种海表流场的处理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
流场获得单元，用于根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算单元，用于计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断单元，用于判断所述误差是否小于规定的阈值；
校正单元，用于若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
13.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述获取单元，具体用于：
利用探测设备，获取针对海表的探测数据；
根据所述探测数据，获得海表的干涉相位图；
根据所述干涉相位图，获取海表流场的初猜流场。
14.根据权利要求13所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述获取单元，还用于：
针对所述干涉相位图进行分析，获得海表的干涉相位；
根据所述干涉相位以及所述探测设备的系统参数，获取海表流场的初猜流场。
15.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述探测设备的系统参数包括如下参数中的至少一种：
所述探测设备对应的平台参数；
所述探测设备对应的雷达参数。
16.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述流场获得单元，具体用于：
将所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述系统参数输入M4S模型；
获得M4S模型输出的当前模拟流场的干涉相位图；根据当前模拟流场的干涉相位图和初猜流场的干涉相位图，获得海表的校正后模拟流场。
17.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述校正单元，具体用于：
根据公式
获得更新后的校正后模拟流场，其中，β为变步长因子，uij为干涉相位图像中坐标为(i，j)的点的模拟流场，n为迭代次数，Δu为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场和所述初猜流场的速度差。
18.根据权利要求17所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述变步长因子β的计算公式为：
其中，b为根据流速进行调整的参数，e(n)为所述当前模拟流场的干涉相位图对应的流场与所述初猜流场的偏差。
19.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述校正单元，还用于：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差小于规定的阈值，则确定所述校正后模拟流场为海表流场。
20.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述校正单元，还用于：
如果所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差不小于规定的阈值，则判断本次误差与上一次迭代过程中的误差相比是否收敛；
如果收敛，则进入所述将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场的步骤。
21.根据权利要求20所述的海表流场的处理装置，其特征在于，所述校正单元，还用于：
如果本次误差与上一次迭代过程中的误差相比不收敛，则将所述当前模拟流场作为海表流场。
22.根据权利要求12所述的海表流场的处理装置，其特征在于，还包括偏移校正单元，所述偏移校正单元用于：
针对所述海表的校正后模拟流场对应的干涉相位图进行方向位偏移校正，获得第一干涉相位图；
针对所述第一干涉相位图的空白值，使用均值滤波进行填充，获得填充后的第二干涉相位图；
将所述第二干涉相位图，作为更新的所述海表的校正后模拟流场的干涉相位图。
23.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
存储器，用于存储程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，执行如下操作：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
24.一种计算机可读取存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现以下步骤：
获取海表的初猜流场、海面背景风场以及探测设备的系统参数；所述海表的初猜流场依据所述探测设备的探测数据获得；
根据所述初猜流场、所述海面背景风场以及所述探测设备的系统参数，获得海表的校正后模拟流场，并将所述初猜流场作为当前模拟流场；
计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述当前模拟流场对应的干涉相位图之间的误差；
判断所述误差是否小于规定的阈值；
若否，则将所述校正后模拟流场作为当前模拟流场，根据包括变步长因子的校正公式针对所述当前模拟流场进行流场校正，获得更新后的校正后模拟流场；并返回所述计算所述校正后模拟流场对应的干涉相位图与所述初猜流场对应的干涉相位图之间的误差的步骤。
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|---|---|---|---|
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| CN201910195900.9A Pending CN111259511A (zh) | 2018-11-30 | 2019-03-14 | 一种海表流场的处理方法及装置 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113687352A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-23 | 南京航空航天大学 | 一种顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法 |
| CN114140697A (zh) * | 2021-09-02 | 2022-03-04 | 广东海启星海洋科技有限公司 | 海表流场遥感探测方法及装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101853335A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-10-06 | 国家卫星海洋应用中心 | 一种海面风场反演的点方式反演方法 |
| CN108776340A (zh) * | 2018-05-05 | 2018-11-09 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于遗传算法的顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法 |
-
2019
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Patent Citations (2)
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| 王文煜: "星载合成孔径雷达顺轨干涉海流反演研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)基础科技辑》 * |
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| CN114140697B (zh) * | 2021-09-02 | 2022-11-08 | 广东海启星海洋科技有限公司 | 海表流场遥感探测方法及装置 |
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