推断海洋大气边界层折射率的子空间追踪方法
大气与海洋物理
2019-01-23 v1
摘要
从数据中实时推断海洋大气边界层（MABL）内的电磁传播特性对于现代海上导航与通信至关重要。电磁波的传播可由偏微分方程（PDE）——Helmholtz方程很好地建模。求解 MABL 表征反问题的一种自然方法是最小化观测值与 PDE 预测值之间的差异。然而，该优化问题因存在许多局部极小值而十分困难。我们提出了一种替代方案，该方案依赖于 PDE 的性质，但无需求解完整的正向模型。波导环境会导致电磁场可被分解为少数几个传播的捕获模式。这些模式是 Sturm-Liouville 特征值问题解的一个子集。我们设计了一个新的目标函数，用于度量观测值到这些特征向量所张成的子空间的距离。由此产生的优化问题比标准方法中出现的问题容易得多，并且我们展示了如何高效求解相关的非线性特征值问题，从而实现一种实时方法。
引用
@article{arxiv.1901.06432,
title = {A subspace pursuit method to infer refractivity in the marine atmospheric boundary layer},
author = {Marc Aurèle Gilles and Christopher Earls and David Bindel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.06432},
year = {2019}
}