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《上海航天》 2017年01期
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基于数值方法的三维激光海面漫反射特性研究

李恪  姚崇斌  周勃  尚吉扬  
【摘要】:为提高卫星海色遥感技术在实际应用中的效率,对不同海况下不同入射角度的三维激光海面漫反射特性进行了建模仿真计算,并在实验室条件下对激光入射波动水面后产生的散射场能量分布特性进行了研究。根据麦克斯韦尔方程和边界条件分析了散射场在各向分量间的耦合关系,矢量分解后得到了6个标量方程并用矩量法进行离散,给出了离散后的矩阵方程。用稀疏矩阵规则网格法(SMCG)求解矩阵方程,求解时采用共轭梯度法(CGM)计算。在对有限照射区域进行计算时,为减少边界效应产生的误差,用能量强度服从高斯分布的三维锥形波模拟入射激光束。仿真计算了不同粗糙度海面的三维双站散射系数,结果发现:对相同粗糙度海面模型,入射角度越小,粗糙面对激光的漫反射就越大,散射场的能量分布也越均匀。用实验对仿真结果进行验证,结果表明:与基尔霍夫近似(KA)和二维前后向迭代法(FBM)相比,该方法能准确表示波动水面的三维激光漫反射特性,为进一步研究三维激光海面漫反射特性奠定了基础。
【作者单位】上海航天电子技术研究所;
【关键词】粗糙海面 海色 激光 漫反射 三维双站散射系数 稀疏矩阵规则网格法 三维锥形波 快速傅里叶变换
【基金】:国家青年科学基金资助(616050110)
【分类号】:O435.1
【正文快照】:
0引言海洋占地球表面积的约70%。伴随人类对海洋的开发、利用和保护进程的加快,海洋的资源和环境状况都发生了显著变化。各国对海洋的可持续发展越来越重视,纷纷采用各种高新技术对海洋进行监测和监视。海洋水色卫星主要用于探测海洋水色环境要素,包括叶绿素浓度、悬浮泥沙、

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