(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210683781.3 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 自然资源部第一海 洋研究所 地址 266000 山东省青岛市高科技工业园 仙霞岭路 (72)发明人 姜文正　袁业立　马洪余　薛宇欢　 (74)专利代理 机构 青岛海知誉知识产权代理事 务所(普通 合伙) 37290 专利代理师 唐修豪 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 SAR海洋图像仿真方法、 装置、 介质 (57)摘要 本发明提出一种SAR海洋图像仿真方法、 装 置、 介质， 属于水下探测技术领域， 所述方法包 括： 获取实际海洋环境中的真实SAR图像； 通过海 面微尺度波成像原理和SAR合成孔径雷达成像机 制， 建立人工运动目标尾迹的SAR仿真模型； 根据 预设的人工运动目标尾迹流场的条件， 采用所述 SAR仿真模型对所述 真实SAR图像进行仿真， 生成 满足不同极化条件的仿真SAR图像。 该方法能够 模拟真实海洋背景下绕流问题， 仿真SAR影像能 真实的反映出预设的人工运动目标尾迹流场信 息， 仿真精度高。 权利要求书4页 说明书10页 附图1页 CN 114818385 A 2022.07.29 CN 114818385 A 1.一种SAR海洋图像仿真方法， 其特 征在于， 包括： 获取实际海洋环境中的真实SAR图像； 通过海面微尺度波成像原理和SAR合成孔径雷达成像机制， 建立人工运动目标尾迹的 SAR仿真模型； 根据预设的人工运动目标尾迹流场的条件， 采用所述SAR仿真模型对所述真实SAR图像 进行仿真， 生成满足不同极化条件的仿真SAR图像。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过海面微尺度波成像原理和SAR合 成孔径雷达成像机制， 建立人工运动目标尾迹的SAR仿真模型， 包括： 根据海面 微尺度波成像原理和SAR合成孔径雷达成像机制， 构建 真实海面散射模型； 根据所述真实海面散射模型， 基于海洋动力学原理确定海面 微尺度波 波谱； 根据所述海面 微尺度波 波谱， 确定所述SAR仿真模型。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据海面微尺度波成像原理和SAR合 成孔径雷达成像机制， 构建 真实海面散射模型， 包括： 根据海面 微尺度波成像原理将真实海面分解 为若干小尺度海面结构； 根据SAR合成孔径雷达成像机制将每一个小尺度海面结构按一阶小粗糙界面散射理论 散射， 得到每一个小尺度海面结构的SAR后向散射模型； 根据每一个小尺度海面结构的所述SAR后向散射模型， 得到所述真实海面散射模型。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于海洋动力学原 理确定海面微尺度 波波谱， 包括： 利用重力 ‑毛细波属性和量纲分析原理， 确定总源函数， 所述总源函数由风输入源函 数、 波‑波相互作用源函数、 耗散源函数和流 ‑波相互作用源函数组成； 根据所述总源函数， 构造微尺度波 波数谱控制方程， 确定海面 微尺度波 波谱。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述风输入源函数表示为： 其中 为微尺度波波数 谱、 min表示无量纲海面输入系数、 u*表示摩擦风速、 c表示微尺度波波速、 ω表示频率、 表 示风向与波向的夹角， 是指向散射元的电波 波矢； 耗散源函数表示 为： 其中Ddis表示无量纲耗散系数； 波‑波相互作用源函数表示为： 其中mnl表示波波相互作用系数， k表示发生共 振的海面 微尺度波 波数； 流‑波相互作用源函数表示为： 其中Sα β表示无量纲波 ‑流相互 作用系数张量； 其中， cg表示微尺度波群速度， Uβ表示流‑波权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114818385 A 2相互作用力， 表示流‑波相互作用力在经、 纬方向的分量， α, β ＝1,2表示经、 纬不同 方向， α ＝1, β ＝1时， 表示为 α ＝2, β ＝2时， 表示为 所述总源函数表示 为： 根据所述总源函数， 构造海面 微尺度波 波数谱的控制方程 为： 其中， {Uα}表示全水深平均速度， {Cgα}表示微尺度波的群速度， t为微尺度波的特征时 间； 所述海面微尺度波波谱采用二阶微尺度波波数谱， 根据 所述海面微尺度波波数谱的控 制方程， 确定所述 二阶微尺度波 波数谱为： 其中， t为 微尺度波的特 征时间。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 根据所述 二阶微尺度波 波数谱， 确定二阶的所述SAR后向散射截面 为： 其中， k0表示合成孔径雷达的发射电磁波波数大小， k表示发生共振的海面微尺度波波 数， kx＝‑2k0γlx cosθ0、 ky＝2k0 sinθ0分别表示海面微尺度波波数X、 Y方 向分量， γlx表示 大尺度表面 位移函数 X方向分量； P( α,φ)是在大尺度海浪上任一 面元的联合 概率密度， θ0、 α、 φ分别表示入射面与XOZ平面、 XOY、 YOZ平面的二面角值， 表示极化函数， 表示 微尺度波波数谱的一阶分量， 表示指向散射元的电波波矢 方向 的微尺度波波数谱一阶分量在特征时间的分量； 表示指向特征时间的微尺度波波 数谱一阶分量的海面微尺度波波数分量， kα表示发生共振的海面微尺度波波数， α＝1,2表 示经、 纬不同方向；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114818385 A 3