近些年随着科技的发展,雷达的应用也越来越广泛,不再是局限在军用探测目标,预警等等,现在也偏向民用方面,海态遥感是高频地波雷达应用的一个重要领域,可以进行实时的海洋环境预报,海上预警等等。我国拥有广阔的海洋领土,所以对于海洋领域内的资源的开发就显得尤为重要和迫切。针对海上作业,运输时对于海洋环境的需求和掌握,因此海态遥感是一个必要的课题,需要掌握海洋的风速,风向,浪高,海流速度等一些海洋信息,这样就为海洋作业,海上运输,海洋灾害预防提供了可参考信息。本文的研究内容主要是针对海浪回波提取,海流表面径向流速的提取,单站矢量流场的合成,以及海面风速的反演。本文主要对四方面进行了深入研究,首先研究分析了海浪回波提取的相关处理,阐述了应用阈值分割法对海浪回波进行去目标处理,给出去目标之后的效果,给出了两种提取海浪回波谱一阶Bragg峰峰值频率位置的方法,并对实测数据海浪回波一阶Bragg峰进行了提取,给出了其结果并进行了误差分析,比较了两种方法的优劣,为后续径向流速的提取和海面风向反演提供了条件,此外,还分析了二阶谱的提取方法,以及一二阶谱区的划分方法,分别对仿真数据与实测数据应用,给出其结果并分析了算法的性能;在径向流速反演方面,研究分析了几种空间谱估计的算法,并且重点对MUSIC算法估计来波方向的实现过程进行了详细分析,为了进一步分析算法的准确性和可行性,进行了仿真分析,并且对实测数据进行了径向流速反演,对比海洋预报图对反演结果进行了分析;在单站矢量流场的合成方面,本文对单站矢量流场合成方法进行了研究,给出了两种矢量流场的合成方法,并通过仿真对两种方法的性能进行了分析,为了更进一步的分析算法的适用性,进行了实测数据的矢量流场反演,并通过对比海洋洋流预报图,分析了算法的准确性;最后研究分析了海面风速的反演算法,详细分析了两种反演风速的方法。一类方法是根据有效波高、海浪谱峰值频率这两个参数与风速之间的半经验关系式来进行风速的反演,如SMB关系式法和JONSWAP关系式法,另一类风速反演算法即David Green法不需要提前求出有效波高和海浪谱的峰值频率,利用风速的变化影响二阶谱和一阶谱的相对位置的原理,推导出二阶谱的峰值频率与风速的关系,并进行了风速反演仿真,给出真实风速与反演得到的风速,分析了他们的准确性和有效性,此外还进行了实测数据的风速反演,并与海洋预报进行比较分析其准确性。