卫星高度计绝对定标方法的研究

摘要

卫星高度计是海洋动力环境卫星中最重要的微波遥感器之一，其数据在海洋学、大地测量学、地球物理学等多门学科和领域均得到了广泛的应用。高度计发射后需要对其进行现场定标，以保证其测量数据的准确性，这是卫星定标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面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。本文主要根据Jason-2的GDR数据就高度计海面高的绝对定标方法进行研究。
　　本文介绍了高度计海面高绝对定标的三种方法:验潮站定标、海上石油平台定标和GPS浮标定标。比较了三者的优缺点和适用性，并选用GPS浮标对高度计定标方法展开了进一步学习和研究。
　　文中分析了高度计数据的各项误差，并给出了相应的校正模型。高度计测高校正项主要包括大气路径延迟校正、海况偏差校正、潮汐校正和逆气压校正。其中大气路径延迟校正又可分为干、湿对流层路径延迟校正和电离层延迟校正;潮汐校正又有海洋潮汐、地球固体潮和极潮校正之别。
　　本文进行的高度计绝对定标实验区域选择在田横岛-千里岩附近海域，实验数据选用2012年10月31日过境该区域的Jason-2卫星高度计的Cycle159 Pass153的测高数据，及同时段放置在卫星星下点附近的GPS浮标现场观测数据。对高度计GDR数据和GPS浮标数据分别进行质量控制和数据匹配，选取了5组数据进行比对，并利用相应模型对数据进行处理，可分别得到Jason-2和GPS浮标测量的海面高数据。此次实验利用GPS浮标对Jason-2海面高度定标的绝对偏差为-23.46±9.6cm，这一结果与Jason-2的3.40cm测高精度相比相差较大。这可能与试验海区的地理位置、基准统一、定标过程中使用的大地水准面模型及归算比对步骤有关。
　　根据本文的研究，将来HY-2卫星高度计海面高度定标也可采用GPS浮标定标方法。应用GPS浮标定标方法时，应在卫星地面轨迹连续星下点处均布设GPS浮标，并选用当地水准面模型进行归算。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 卫星高度计的发展与应用

1．2 高度计的工作原理

1．3 高度计定标的国内外研究现状

1．4 GPS浮标的发展

1．5 本文主要研究内容与目的

2 高度计定标方法概述

2．1 验潮站定标

2．2 海上石油平台定标

2．3 GPS浮标定标

2．4 小结

3 高度计测高数据误差校正项分析

3．1 大气折射的影响

3．2 海况影响

3．3 外部地球物理校正

3．4 小结

4 浮标星地同步测高试验

4．1 定标试验内容及流程

4．2 高度计定标场的选取

4．3 GPS浮标观测实验

4．4 小结

5 绝对定标数据处理及结果分析

5．1 卫星数据处理

5．2 GPS数据处理

5．3 卫星测高数据与GPS浮标数据的时空基准统一

5．4 卫星高度计海面高度至GPS浮标观测位置数据传递方法

5．5 定标结果与分析

5．6 小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文及参加项目情况