测高数据处理中网格化问题的探讨

本文从卫星测高数据处理中网距的选取、数据点的图形结构、网格算子等三个方面加以讨论,提出了频域中数据网格化的方法,最后利用两个周期的Topex/Poseidon卫星测高数据进行计算分析,得出了一些卫星测高数据网格化的经验。     

测高数据处理中网络化问题的探讨

本文从卫星测高数据处理中网距的选取,数据点的图形结构,网格算子等三个方面加以讨论,提出了频域中数据网格化的方法,最后利用两个周期析Ｔｏｐｅｘ／Ｐｏｓｅｉｄｏｎ卫星测高数据进行计算分析,得出了一些卫星测高数据网格化的经验。     

ICEsat激光测高交叉点精度初步分析

本文介绍了icesat卫星激光测高的相关信息、激光测高产品的误差来源及其纠正,并通过对icesat激光测高三期数据交叉点平差初步分析,得出通过交叉点平差可以降低卫星轨道误差对激光测高的影响.     

卫星测高在陆地湖泊水位变化监测中的应用

本文以呼伦湖为例,利用TOPEX/Poseidon测高卫星(1993～2002年)的GDR和WDR数据以及Jason-1(2002～2005年)的GDR数据对湖泊水位变化进行研究,得到湖泊水位异常的变化趋势。通过利用小波分析的方法对卫星测高获得的湖水位异常时间序列分析,得出了呼伦湖的水位年际变化周期,证明了利用卫星测高进行卫星测高监测湖泊水位变化的可行性。     

近海多种卫星测高联合数据处理技术

海域海况复杂多变 ,潮汐不但受外海能量输入的控制 ,而且在复杂的海岸线、浅海海底和内陆河流运输的作用下变得异常复杂。卫星测高由于受复杂的海洋动力环境和陆地反射的影响 ,数据质量普遍较深海差。将多种卫星测高数据联合处理 ,可以大大提高近海海域平均海面高的精度与分辨率 ,增强测高卫星监测近海复杂动力现象与反演近海复杂动力机制的能力。本文讨论近海多种卫星联合数据处理的技术与方法 ,分别从提取海平面稳态和时变信息的角度较系统地研究了多种卫星测高联合数据处理方法 ,通过提取不同测高卫星海平面观测数据中与时间无关的系统偏差 ,建立多种卫星测高数据的海平面时变基准 ,从而将多种测高卫星海面监测数据融合到一个动力系统中。大大提高测高卫星海平面监测的时空分辨率 ,为联合多种卫星测高数据在大地测量与近海海洋动力学研究中的应用创造基本条件。     

资源三号02星激光测高误差分析与指向角粗标定

2016年5月30日,中国成功发射了民用三线阵立体测图卫星资源三号02星,该卫星搭载了中国第一个用于对地观测的激光测高试验性载荷。资源三号02星在轨运行以来获取了多轨测高数据,为保证其测高数据的有效应用,需分析影响测高精度的各项误差来源,并通过一定的方法予以消除或减弱。首先根据卫星激光测高严密几何模型分析资源三号02星激光测高的各项误差来源,分析表明激光指向角对激光测高精度的影响相对较大;构建通过已有大范围地形数据进行激光指向角粗标定的数学模型,并利用已有公开地形数据（AW3D30 DSM）对激光指向角进行粗标定,从而提高激光足印定位精度。实验结果表明,利用已有地形数据对指向角进行粗标定后,能将激光测高精度从几十米提高到3 m以内,验证了卫星激光测高误差分析的合理性和利用已有地形数据修正激光指向角的数学模型的有效性,为消除卫星激光测高粗差提供了参考,能为星载激光测高外场在轨检校工作提供支撑。     

卫星测高数据处理的理论与方法

本文针对测高卫星轨道及地面轨迹的独有特点,较系统地研究了卫星测高数据处理的理论与方法,内容包括测高卫星径向轨道误差的时域特征分析与空域特征分析、共线轨迹与交叉点分布等的谱特征、整体求解法的研究以及ＴＯＰＥＸ测高数据的初步计算与分析。（１）系统论述了卫...     

南极冰盖DEM机载测高验证与分析——以西南极Thwaites冰川为例

利用冰桥计划(IceBridge)在西南极Thwaites冰川的机载激光测高数据,对ICESat卫星测高数据和目前国际常用的4种南极DEM,包括Bamber 1km DEM、ICESat DEM、RAMPv2DEM和JLB97DEM的精度进行了验证和分析。结果表明,ICESat卫星测高数据和ICESat DEM有着较高的高程可靠性,其与冰桥计划机载测高数据的平均高程差小于5m,标准差小于15m。Bamber 1km DEM高程可靠性相比ICESat卫星测高数据和ICESat DEM低一些。JLB97DEM、RAMPv2DEM与冰桥计划机载测高数据之间的标准差超过30m,尤其在坡度较大的区域,高程可靠性低。     

资源三号02星激光测高数据质量分析

近几年来,中国的对地观测卫星激光测高技术发展较快,资源三号02星上搭载了国内首台对地观测的卫星激光测高试验载荷,在后续的高分七号、陆地生态系统碳监测卫星上均装备业务化应用的激光测高仪,开展国产对地观测卫星激光测高数据质量分析研究非常必要,能有效填补国内空白并推动相关技术发展。本文对资源三号02星载荷的激光测高数据进行了严密几何处理,重点从夜间观测、卫星小角度侧摆、海面区域等不同条件下的数据质量进行了分析,对数据的平均可用率进行了统计分析。试验表明,资源三号02星激光测高仪能获得约30%有效测高数据,在夜间数据有效利用率略有提高,在大型水面也能获得有效数据,经后处理后在平坦地区验证的绝对高程精度优于1.0 m,部分点高程精度优于0.5 m,硬件本身的测距精度和卫星姿态测量误差是主要的误差源。相关结论对于后续国产卫星激光测高载荷的研制以及数据后处理和应用具有参考价值。     

基于波形分类的近海卫星测高数据自适应重跟踪方法

对卫星测高波形数据分类的聚类分析方法进行了改进,给出了一个用于确定最佳聚类数的有效性指标。以台湾海峡的Topex/Poseidon测高数据为例,对近海测高波形进行了分类研究,并分析了各类波形的最优重跟踪方法,在此基础上提出了近海测高波形重跟踪的自适应方法。对多个周期测高数据进行重跟踪实验,结果表明,自适应方法优于其他重跟踪方法,显著提高了近海测高数据的质量。     

用小波分析反演星载SAR图像海面风向

为更好地利用合成孔径雷达SAR图像本身的风条纹信息来反演高精度的海面风向,采用不同模式、不同极化方式的星载ASAR图像,基于抽样小波变换结合快速傅里叶变换的方法反演海面风向,同时将该方法反演的结果与传统的傅里叶变换法和改进的局部梯度法反演的结果进行了对比。结果表明,抽样小波变换应用于海面风向的反演是可行的,反演的风向精度优于传统的傅里叶变换法和改进的局部梯度法。ASAR不同模式、不同极化方式的数据反演结果存在着一定的差异。     

验潮站和深海压力仪用于卫星高度计性能评估的可行性分析

在传统卫星高度计定标途径之外,探索了远海孤岛验潮站和深海压力仪分别用于卫星高度计性能评估的可行性。采用Harvest石油平台验潮站、1890000号验潮站和21419号深海压力仪,计算了Jason-3测量海面高偏差以及Jason-2、Jason-3海面高之间的相对偏差。由3种设备得到的Jason-3海面高偏差序列的标准差分别为3.98、2.87、8.61 cm,Jason-2、Jason-3海面高之间的相对偏差(Jason-3—Jason-2)分别为-3.62±2.17、-2.58±1.97、-2.60±1.30 cm,与国外定标站计算结果相比较,结果表明:Jason-3海面高相比于Jason-2海面高低约3.0 cm;选用的深海压力仪适合用于Jason-2、Jason-3之间海面高相对偏差的计算,但不适用于单颗卫星的定标或性能评估;远海孤岛验潮站适用于两者。     

Sea-Level Change Over the China Sea and Its Vicinity Derived from 25-Year T/P Series Altimeter Data

The characteristics of sea-level change in the China Sea and its vicinity are studied by combining TOPEX/Poseidon (T/P), Jason-1, Jason-2, and Jason-3 altimeter data. First, the sea-surface height is computed by using monthly data via collinear adjustment, regional selection, and crossover adjustment. The sea-level anomaly (SLA) from October 1992 to July 2017 is calculated based on the difference that is obtained by the value derived from the inverse distance weighting method to interpolate the CNES_CLS15 model value at a normal point. By analyzing the satellite data at the same time in orbit, three mean bias groups over the China Sea and its vicinity are obtained: the difference between T/P and Jason-1 is ??11.76 cm, the difference between Jason-1 and Jason-2 is 9.6 cm, and the difference between Jason-2 and Jason-3 is 2.42 cm. To establish an SLA series for 25 years in the study area, the SLAs are corrected. Mean rate of sea-level rise of the Bohai Sea, Yellow Sea, East China Sea, and South China Sea of 4.87 mm/a, 2.68 mm/a, 2.88 mm/a, and 4.67 mm/a, respectively, is found by analyzing the series of SLAs.     

Comparison of SARAL and Jason-1/2 altimetry-derived geoids for geophysical exploration over the Indian offshore

Satellite with ARgos and ALtika (SARAL) altimeter includes the ALTIKA payload, a 35.75 GHz Ka band radar altimeter. High pulse repetition frequency of SARAL (4 KHz) satellite provides better along-track information. Jason-1/2 data have been extensively utilized as a follow-up of TOPEX/Poseidon altimeter data for its accurate measurements of the sea surface heights, particularly for geodetic mission of Jason-1. In this study, we have compared SARAL and Jason-1/2 altimetry-derived classical and residual geoids over the Indian offshore using Rapp’s, EGM96 and EGM08 gravity model coefficients, which are of interest for better understanding of geological and structural evolution/interpretation. SARAL and Jason-1/2 data have also been used over the two prominent geological features over the Indian offshore, namely the Bombay High in the western offshore and the 85°E Ridge in the Bay of Bengal. The SARAL altimetry-derived geoids could delineate these major geological/structural features with distinct residual geoidal lows.     

基于卫星测高资料研究全球海平面变化趋势

利用全球平均海平面的高程数据,研究基于反距离权重内插方法来处理Jason测高数据资料得出全球平均海面的数学模型,并将所得结果与利用WHU2013 MSS模型得出的结果进行了对比。此外,还通过计算全球海平面的变化值,分析了全球海平面变化的季节性特征、长期性趋势以及年际变化与厄尔尼诺事件的相关性。     

Effect of Long Waves on Ku-Band Ocean Radar Backscatter at Low Incidence Angles Using TRMM and Altimeter Data

This letter uses a large ocean satellite data set to document relationships between Ku-band radar backscatter (sigma_o) of the sea surface, near-surface wind speed (U), and ocean wave height (SWH). The observations come from satellite crossovers of the Tropical Rainfall Mapping Mission (TRMM) Precipitation Radar (PR) and two satellite altimeters, namely: 1) Jason-1 and 2) ENVISAT. At these nodes, we obtain TRMM clear-air normalized radar cross-section data along with coincident altimeter-derived significant wave height. Wind speed estimates come from the European Centre for Medium-Range Weather Forecast. TRMM PR is the first satellite to measure low incidence Ku-band ocean backscatter at a continuum of incidence angles from 0deg to 18deg. This letter utilizes these global ocean data to assess hypotheses developed in past theoretical and field studies.     

利用卫星测高监测贝加尔湖湖面高变化

以贝加尔湖为例,利用Jason-2测高卫星4年(2008~2012)GDR数据,经过误差改正与数据编辑,通过分析贝加尔湖月水位异常时间序列,得到了贝加尔湖湖面高变化的季节性规律;通过分析贝加尔湖半年水位异常时间序列,得出了贝加尔湖湖面高变化的周期为1年;计算结果表明,利用卫星测高技术对内陆湖泊湖面高变化进行监测具有一定的可行性。     

基于星载GPS数据的Jason-3卫星简化动力学和运动学法精密定轨

利用Jason-3星载GPS观测数据,采用简化动力学方法和运动学方法对Jason-3卫星进行精密定轨研究. 通过载波相位残差、重叠轨道对比、参考轨道对比和卫星激光测距(SLR)轨道检核四种方式评定轨道精度. 计算相位残差均方根(RMS)值,简化动力学轨道的RMS值在0.7～0.8 cm,运动学轨道的RMS值在0.50～0.55 cm;简化动力学轨道重叠部分径向RMS值达到0.32 cm,运动学轨道重叠部分径向RMS值达到1.12 cm;与国际DORIS服务(IDS)官方提供的参考轨道对比,简化动力学轨道径向精度达到1.47 cm,运动学轨道径向精度达到4.36 cm;利用SLR观测数据进行核验,简化动力学轨道精度整体优于2.1 cm,运动学轨道精度整体优于3.3 cm. 通过实验证明:Jason-3卫星的简化动力学轨道和运动学轨道的精度均达到cm级.      

Jason-2近海海面高的最优高斯低通滤波半径选择

使用测高卫星Jason-2传感器地球物理数据记录（sensor geophysical data record,SGDR）的近海海面高观测数据,基于最大似然估计4参数法,对波形数据进行重跟踪。考虑到星下点沿轨方向前后相邻海面高观测值中高频改正信号具有相关性的特征,提出了确定海面高的最优高斯低通滤波半径选择的技术方法,即对星下点沿轨方向观测值进行差分计算,形成差分数据序列,根据序列的相关系数性来确定滤波半径。对于SGDR数据,若对其进行低通滤波,建议滤波半径选为2 km,既可抑制沿轨海面高数据的高频误差,又可保证该数据没有被过度平滑。研究成果可为充分利用卫星测高数据建立高精度近海海面高模型提供参考,进而促进高精度陆海无缝垂直基准的技术体系建设。