高频地波雷达在对海监测领域有着良好的覆盖范围、实时性与分辨率,因而其在全球范围内得到大力支持与发展,并在海洋气象预报、对海环境监测等方面进行了广泛的应用。海态反演在反演流场方面较为成熟且准确,但是对于单站雷达而言,其不可探测洋流的切向速度;在反演浪场和风场方面其仍存在诸多的限制与不足。该领域中通常是风场、浪场、流场分别进行提取与反演,使得各项海态参数相对独立,因此单纯的海态反演没有利用到海洋动力学、流体力学上的各参数之间约束关系。本文主要研究了二维浅水波模型,利用此海洋动力模型将各海态参数进行耦合,提出单站雷达利用该耦合关系求解洋流矢量流速的方法。本文先介绍了高频电波与粗糙海平面的相互作用,其会在雷达回波谱中产生尖峰,此为海态遥感的理论基础。根据一、二阶谱的幅度、位置等信息可以对海态参数进行提取。随后本文研究了海洋动力学中的二维浅水波模型,该模型适用于某雷达的实际应用场景。应用此模型对潮汐中振幅最大的M2分潮进行了模拟,并验证了所得结果的正确性。后文在雷达的实际应用场景中,会采用以此为基础的方法,同时模拟结果也可作为后续参照、验证标准。本文进一步地介绍了较为准确的浪高和径向流速提取方法,将这两项作为模型的输入与驱动条件。接下来本文推导了二维浅水波模型在单站雷达计算切向流速的应用方法。以潮汐过程为参照对该方法进行验证与误差分析,验证了该算法的有效性与可行性。然后应用该算法对某雷达实际数据进行计算,并解释结果的合理性。最后本文介绍了风速的提取方法,以及使用深度学习网络对风速预测,分析比较各网络的特点及性能,得出CNN-LSTM网络性能最佳的结论。实际上,风场可作为强迫场,将该项力添加至二维浅水波的控制方程中,即可描述风场对浪流的影响,使得二维浅水模型更加完善。