Numerisk simulering av radaravbildning över havets vågor

Abstract

Havsobservationer är ett kraftfullt verktyg för miljöövervakning av havsytor, där SAR idag är en av de mest tillgängliga tekniker. Syftet med detta projekt är att utifrån exi sterande teoretiska modeller simulera havsytor samt SAR-avbildning av havsytan. En av dessa modeller har tre olika transformalternativ; linjär-, kvasilinjär- och ickelinjär transform, detta arbete begränsar sig till den linjära transformen. Med simuleringarna utförs en analys av den linjära transformmodellens giltighet för olika radarparametrar och väderförhållanden, där främst påverkan från vindriktningen φvind och kvoten mel lan satellitens avståndet till havsyta R och satellitens hastighet V , β = R/V , studeras. Arbetet utförs i programmeringsspråket python, där paketen numpy och matplotlib används för numeriska beräkningar och visualiseringar. Det kan konstateras att både den linjära transformen och SAR-avbildningen fungerar bättre då β antar lägre värden än för höga, samt att den linjära transformen och SAR-avbildningen fungerar sämre då havsvågorna breder ut sig i satellitens färdriktning. Att transformen fungerar bäst för lägre β värden innebär att transformen är mest applicerbar för satelliter med hög fart och/eller på kort avstånd från havsytan. Framtida implementation att göras är de kvasi- och ickelinjära transformmodellerna och en inversionsalgoritm för att kunna extrahera våg- och radarparametrar från ett SAR-bildsspektrum. Vidare kan en analys av vindhastighetens påverkan på de simulerade spektrumen utföras, då vindhastighets parametern inte analyserats i detta projekt.