高度计海面高度绝对定标方法研究

论文摘要

高度计是海洋动力环境卫星中重要的微波遥感器之一,它的数据在海洋学、大地测量学、地球物理学等多个领域具有重要的使用价值。我国的第一颗海洋动力环境卫星海洋二号（HY-2）计划于2011年发射,星上载有雷达高度计。高度计发射后需要进行现场定标,以保证测量数据的准确性,是卫星定量化遥感中必不可少的一步。高度计海面高度定标主要包括地上定标场的绝对定标和高度计卫星之间的星星交叉相对定标。本文主要对高度计海面高度绝对定标方法进行研究,并对HY-2卫星雷达高度计定标提出建议。文中分析了高度计海面高度绝对定标的验潮站定标、海上平台定标和GPS浮标定标三种方法,比较了三者的优缺点和适用性。利用验潮站数据对高度计定标方法展开了进一步研究。文中分析了了高度计和验潮站海面高度测量中的各项测量误差,并给出了相应的偏差校正模型。高度计测高校正包括大气路径延迟校正、海况偏差校正、潮汐校正和逆压校正,验潮站测高校正包括潮汐校正和逆压校正,其中大气路径延迟校正包括干、湿对流层路径延迟校正和电离层延迟校正,潮汐校正包括海洋潮汐、地球固体潮和极潮校正。同时,为了将高度计和验潮站数据校正到同一基准面下,详细介绍了EGM2008地球重力场模型。为了验证文中给出的高度计绝对定标方法,选择了2009年10月3号到2010年12月23号佘山验潮站潮位数据对Jason-2卫星高度计Pass062测高数据进行定标。对高度计测高数据和验潮站潮位数据分别进行质量控制和数据匹配,获得41组有效比对数据,并利用相应模型对数据进行处理,分别获取了高度计和验潮站测量的海面高度数据。佘山验潮站观测数据与卫星高度计观测数据的相关性为0.94,利用佘山验潮站对Jason-2海面高度定标的绝对偏差为-28.34±9.90cm,这一结果与Jason-2的3.40cm测高精度相比相差较大。这可能与佘山验潮站的地理位置、定标过程中使用的潮汐模型、验潮站数据量较少等因素有关。根据本文研究结果,HY-2卫星高度计海面高度定标可以采用验潮站定标方法。采用验潮站定标方法时,应选择多个远离近岸验潮站的长时间序列数据进行定标,并选用当地局部潮汐模型进行潮汐校正。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 高度计的应用与发展
• 1.3 高度计的测量原理
• 1.4 高度计定标
• 1.5 论文工作的主要内容
• 第二章 高度计定标方法概述
• 2.1 验潮站定标
• 2.2 海上平台定标
• 2.3 GPS 浮标定标
• 2.4 小结
• 第三章 高度计定标校正项介绍
• 3.1 高度计测量误差校正模型
• 3.1.1 大气路径延迟校正
• 3.1.1.1 干对流层路径延迟校正
• 3.1.1.2 湿对流层路径延迟校正
• 3.1.1.3 电离层路径延迟改正
• 3.1.2 海况偏差
• 3.1.2.1 电磁偏差
• 3.1.2.2 偏斜度偏差
• 3.2 潮汐校正
• 3.2.1 海洋潮汐
• 3.2.2 固体地球潮校正
• 3.2.3 极潮校正
• 3.3 大气逆压效应
• 3.4 大地水准面模型
• 3.5 小结
• 第四章 数据处理与结果分析
• 4.1 卫星数据处理
• 4.2 验潮站数据处理
• 4.2.1 验潮站选取
• 4.2.2 验潮数据处理
• 4.3 定标结果与分析
• 4.3.1 基准面统一与偏差计算
• 4.3.2 定标结果
• 4.3.3 定标结果分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢