星载多普勒雷达风场稀疏采样重建技术

《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》：Sparse sampling reconstruction of wind fields for space-borne Doppler radars

　　

摘要：

欧洲航天局地球探测任务11号中的WIVERN（风速雷达观测仪）配备有锥形扫描的W波段多普勒雷达，有望首次实现对多云和降雨系统中的全球垂直方向风速的观测。得益于其观测几何结构，WIVERN能够从不同观测方向测量同一大气区域的视向多普勒速度，从而完整重建风矢量。为此，本研究开发了一种方法，用于为扫描范围为800公里且采样率较低的锥形扫描雷达获取水平风矢量。该方法被应用于不同的气象系统，这些系统的动态是通过高分辨率的云解析模型来模拟的。研究结果表明，在场景中有足够数量的云目标时，可以以2-4米/秒的误差精度重建纬向和经向风速。而在扫描范围的中心区域，靠近地面轨迹处，由于采样率较低以及不同雷达观测角度之间的相互影响，精度会有所下降。