利用变分同化结合正则化方法对雷达回波资料反演大气波导的理论分析与数值研究

利用雷达回波资料反演大气波导（RFC），即对雷达电磁波覆盖范围内的大气折射率廓线进行估计，是目前国际上前沿的研究课题，此课题不仅具有气象意义，而且具有军事意义。RFC给反问题研究领域带来了新的课题，目前国际上采用的方法主要是统计方面的。本课题在研究、分析和借鉴已有各种方法的基础上，利用雷达实际观测到的回波功率，借助于地形抛物方程初边值问题的解与回波功率之间的非线性关系，构造合理泛函，采用变分同化方法结合反问题中的正则化技巧，来反演大气波导。由于地形抛物方程是复方程，故必须重新研制变分同化方案，而正问题求解采用了 Split-Step Fourier方法，故伴随系统必须设制相应的新解法。本课题首先对此方法进行理论的研究，然后设计有效的切实可行的计算方案，既有较高精度，又能克服反演中的不适定性，又可以滤去高频的噪声，为实际应用雷达回波资料反演大气波导尝试一条新路。