硕士答辩开题报告撰写样本

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1、中国海洋大学硕士研究生学位论文开题报告学院信息科学与工程学院专业光学工程学号21090211040研究生周晓光指导教师苗洪利论文题目雷达高度计海况偏差校正参数模型的优化研究入学时间2009年9月一、立论依据课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值1、课题来源本课题以“海洋二号卫星地面处理系统高度计数据处理软件研发项目”为依托，开展对海洋二号卫星高度计海况偏差校正方法的研究。2、选题依据和背景情况星载雷达高度计是微波遥感的主要载荷之一，它以几个厘米的精度对全球海面高度进行测量，同时可以得到海面有效波高和风速等信息。无论在科学研究、国防建设还是经济生活中都有着重

2、要的价值。目前雷达高度计已经成为测量能力最强、最有应用前景的海洋微波遥感器之一。雷达高度计是一个十分复杂的系统，在各个环节中存在着多种误差。主要分为几大类：仪器误差、海况偏差、传输误差、轨道误差、地球物理误差。其中海况偏差有三个公认的部分：电磁偏差、斜偏差和跟踪偏差。电磁偏差是指海表面镜面散射体平均高度（平均散射面）和海平面平均高度之间的差值（如图1）。现场观测和理论研究表明镜面散射体的平均高度低于平均海平面，该差值与有效波高（SWH）成比例。电磁偏差的典型值位于SWH的-1%和-4%之间。斜偏差和跟踪偏差是由高度计跟踪器对镜面散射体平均高度的不准确跟踪造成的【2】。电磁偏差是海况偏

3、差的主要部分，斜偏差和跟踪偏差通常小于电磁偏差。图1粗造海表面下，平均海平面、平均散射面和中值散射面示意图。高度计各类误差中，有些误差虽然量级很大，但是它们比较稳定其机理也比较简单，全球范围内残差的RMS较小，对高度计测高精度的影响相对较小，例如在Jason-1卫星高度计中，传输误差中干对流层对电磁波的延迟可达1米以上，但是其残差的RMS仅为0.7cm；但是海况偏差虽然只有分米量级，但是残差的RMS却达到了2cm；在Jason-1高度计中测高精度可达4cm，可见海况偏差在其中所占比重之大。在JASON-1高度计中，由于精密定轨技术的提高，海况偏差已经取代轨道误差成为最大的误差源。因此

4、研究海况偏差并利用它对测高误差进行精确补偿是十分有意义的。3课题研究目的结合高度计交叉点和共线数据各自优点建立适于海况偏差参数模型建立的新型数据集，利用此数据集并在模型构建过程中引入数据平滑和加权的方法得到新型的海况偏差加权参数模型。4、理论意义及实际应用价值现阶段对海况偏差的研究主要集中在理论研究和数值分析两个方向，理论研究是在几何光学和物理光学的基础上，结合海洋波普理论推导得出海况偏差理论模型；数值分析则是利用高度计自身的有效波高，风速以及海表面高度等高度计参量，采用合理的数据处理方法，得到海况偏差经验模型。目前通过理论模型无法得到精确的海况偏差值，且理论模型中用到的参量（偏斜系

5、数，统计动差和波谱）并不能直接从高度计数据或其它遥感数据中迅速得到，因此理论模型并不实用。经验模型不依赖于复杂的理论推导，所需要的主要参量都可以从高度计数据中直接获得，所以研究海况偏差经验方法具有很高的实用价值。我国决定在2011年发射搭载雷达高度计的海洋2号（HY-2）卫星，急需研究适用于HY-2卫星高度计测高补偿的海况偏差模型。二、文献综述国内外研究现状、发展动态；所阅文献的查阅范围及手段1、国内外研究现状及发展动态海况偏差中的电磁偏差是Yaplee等（1971）首次在塔基雷达实验中注意到的。海面的浪尖更容易受到风速的影响，波峰把高度计脉冲向远离入射辐射的方向散射，这样，高度计测

6、量的后向散射能量在波谷处比在波峰处要强烈，散射点的平均高度在平均海面高度之下，产生了电磁偏差。电磁偏差的理论研究是从Jackson（1979）开始的，他从几何光学的角度描述天底入射时微波后向散射，形成关于散射点高度和迎风向斜率的二维联合概率密度函数。Barrick和Lipa（1985）及Srokosz（1986），在Longuet-Higgins的弱非线性假设下，把Jackson的分析拓展到了二维波场，并推算出了电磁偏差系数的更精确的理论表达式。在Elfouhaily等人（2000）所发展的理论中，短波和长波的统计是分别进行的。在这个理论中，电磁散射是基于几何光学的。因而后向散射系数

7、与被长波所调整的短波斜率的概率密度函数是成比例的，得到了理论预测的电磁偏差公式。以上都是基于几何光学的研究，在电磁偏差研究中几何光学实际上是不准确的。Arnold等人（1991）开始用物理光学对电磁偏差进行研究。最新的电磁偏差理论模型为Warnick等人（2005）提出的基于物理光学的理论。指出几何光学理论只能解释电磁偏差的一部分，小尺度的水动力调制是电磁偏差的另一个主要来源。目前通过理论模型无法得到精确的电磁偏差值，且理论公式中用到的参数（偏斜系数，统计