6-衛(wèi)星測高(4-5-6-7)分解

第六章、衛(wèi)星測高2/54名目：一、引言二、衛(wèi)星測高根本原理三、衛(wèi)星測高誤差分析四、測高衛(wèi)星與數(shù)據(jù)預(yù)處理五、衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一與平差六、衛(wèi)星測高技術(shù)的應(yīng)用七、衛(wèi)星測高技術(shù)的最新進(jìn)展3/541、測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一參考框架偏差定義：由于不同的測高衛(wèi)星由于橢球參數(shù)、橢球定位和定向存在的差異，所以不同的測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)承受的坐標(biāo)系不同。海平面的時變效應(yīng)、衛(wèi)星軌道誤差、測高儀偏差、參考框架的不全都以及各種地球物理改正誤差的存在，使不同的測高數(shù)據(jù)所得到的平均海平面之間存在系統(tǒng)偏差。造成的測高海平面高的系統(tǒng)偏差稱為參考框架偏差。當(dāng)對兩種或兩種以上測高衛(wèi)星的海面高數(shù)據(jù)聯(lián)合處理時，首先應(yīng)統(tǒng)一測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)，消退參考框架偏差。

五、衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一與平差4/541〕不同參考橢球基準(zhǔn)的統(tǒng)一由于現(xiàn)有的測高衛(wèi)星中，由于T/P衛(wèi)星的精度迄今為止是公認(rèn)最好的所以在數(shù)據(jù)處理中，一般都把其他測高衛(wèi)星的海面高轉(zhuǎn)換到T/P衛(wèi)星海面高所位于的參考橢球和框架中來。每顆測高衛(wèi)星的參考橢球都是的，對于選定的測高衛(wèi)星來說，由于參考橢球的不全都引起的海面高變化都能在比較各衛(wèi)星海面高之前得到。

1、測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一5/541〕不同參考橢球基準(zhǔn)的統(tǒng)一〔續(xù)〕參考橢球不全都引起的海面高變化為dh：α是參考橢球的長半軸f是參考橢球的扁率ψ是大地緯度dα、df分別為長半軸和扁率的改正

1、測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一6/542〕參考框架的轉(zhuǎn)換不同任務(wù)測高衛(wèi)星的SSH〔SeaSurfaceHeight〕在進(jìn)展時間平均后，獲得的時間平均SSH之間可能存在系統(tǒng)性的誤差或SSH長波局部的差異。緣由剩余的軌道誤差海洋時變測高儀的偏差這種系統(tǒng)誤差可以用一個四參數(shù)模型來表示：Δx、Δy、Δz和B。它們分別為原點的三個平移參數(shù)和一個偏差因子〔Rappet.Al，1994〕。

1、測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一參考框架的不全都性各種物理改正誤差7/542〕參考框架的轉(zhuǎn)換(續(xù))例：將ERS-1D的海面高統(tǒng)一到Topex/Poseidon的框架的數(shù)學(xué)模型：HTIP為T/P衛(wèi)星框架下的海面高HERS為相應(yīng)點上的ERS框架下的平均海面高λ，ψ為對應(yīng)點的經(jīng)緯度Δx、Δy、Δz為三個評議參數(shù)，B為偏差因子觀測方程：1、測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)統(tǒng)一8/54背景：目的：進(jìn)一步減弱于剩余的軌道誤差、海洋時變、各種物理改正誤差對SSH的影響進(jìn)一步將其它測高數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)與T/P基準(zhǔn)統(tǒng)一。在不同任務(wù)的測高衛(wèi)星數(shù)據(jù)經(jīng)過參考橢球統(tǒng)一和四個參數(shù)轉(zhuǎn)換統(tǒng)一到T/P數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)后，還應(yīng)進(jìn)展多種測高數(shù)據(jù)聯(lián)合穿插點平差和共線平差。2、測高數(shù)據(jù)平差方法9/541〕穿插點平差：穿插點：衛(wèi)星從南半球向北半球運行在地面的投影軌跡稱為升弧，從北半球向南半球運行的軌跡稱為降弧。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法(12-02)衛(wèi)星繞地球運行經(jīng)過肯定的周期將在地面形成一個由升弧和降弧織成的菱形軌跡網(wǎng)絡(luò)，并掩蓋由衛(wèi)星傾角確定的對稱于赤道的球帶區(qū)域。通常將升弧與降弧相交的點稱穿插點，即軌跡網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點。10/541〕穿插點平差〔續(xù)〕：假設(shè)無誤差影響，在穿插點上用升弧和降弧的測高數(shù)據(jù)出兩個海面高值理論上應(yīng)嚴(yán)格相等。實際上測高過程和承受的計算模型存在多種誤差源，這兩個海面高必定消失不符值。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法假設(shè)已對測高數(shù)據(jù)作了除徑向軌道誤差外的其它物理環(huán)境的改正，包括潮汐改正，那么穿插點上海面高的不符值主要反映徑向軌道誤差。11/541〕穿插點平差〔續(xù)〕穿插點平差可分為區(qū)域平差全球平差〔1〕對于區(qū)域平差，有用中通常承受適合于中長弧的模型，包括偏差項xo和傾斜項x1μ，可建立觀測方程。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法12/541〕穿插點平差〔續(xù)〕〔1〕區(qū)域穿插點平差觀測方程：

2、測高數(shù)據(jù)平差方法13/541〕穿插點平差〔續(xù)〕〔2〕聯(lián)合穿插點平差在聯(lián)合穿插點平差中，由于T/P數(shù)據(jù)的觀測精度要高于其它衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)，因而將其全部固定。并且認(rèn)為穿插點的不符值是剩余的軌道誤差、海洋時變、各種物理改正誤差引起的。承受高階多項式擬合軌道誤差并在較小的區(qū)域內(nèi)進(jìn)展穿插點平差會獲得更好的效果。但為了避開造成過度擬合可能性，承受以截距—斜率式直線方程擬合軌道即軌道誤差參數(shù)個數(shù)為2比較好。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法14/541〕穿插點平差〔續(xù)〕〔2〕聯(lián)合穿插點平差〔續(xù)〕如要聯(lián)合三種甚至更多種的測高數(shù)據(jù)進(jìn)展處理，雙星穿插點平差只能將一種數(shù)據(jù)分別與T/P進(jìn)展，這樣可能會造成其他兩種〔或多種〕測高數(shù)據(jù)之間的不協(xié)調(diào)性，同時分別進(jìn)展平差，效率也較低。為此，實際處理方法是承受多星穿插點平差一步同時進(jìn)展，在平差中，一并引入模型大地水準(zhǔn)面和海面地形等先驗數(shù)據(jù)。這樣，不僅提高了多星各自的徑向軌道精度，而且提高了效率，確保了多種數(shù)據(jù)聯(lián)合處理的統(tǒng)一性及協(xié)調(diào)性。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法15/542〕共線平差：背景：為了檢核觀測數(shù)據(jù)的牢靠性和分析各種誤差影響〔主要是徑向軌道誤差〕，以及爭論海面變化和提高平均海面的精度要求測高衛(wèi)星軌道滿足：肯定區(qū)分率的地面軌跡穿插點網(wǎng)絡(luò)肯定重復(fù)周期的重復(fù)軌跡沿海面重復(fù)軌跡可獲得大量的海面高重復(fù)觀測，供給了海面變化的豐富信息，由此確定的平均海面將到達(dá)很高的精度。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法16/542〕共線平差〔續(xù)〕：在抱負(fù)的狀態(tài)下，測高衛(wèi)星每一周期相對應(yīng)的弧的地面軌跡應(yīng)當(dāng)吻合。由于引力、電離層、儀器等種種緣由，衛(wèi)星的地面軌跡并不能準(zhǔn)確共線，軌跡之間的最大距離可達(dá)1公里。由此，通過固定一條軌跡為參考軌跡，來確定其它周期相對應(yīng)弧的一樣緯度點的經(jīng)度及其海面高，即得到海平面高的特別變化。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法17/542〕共線平差〔續(xù)〕：數(shù)學(xué)模型

2、測高數(shù)據(jù)平差方法對于上升弧，如圖右上所示，O為參考軌道的觀測點，O’為不同周期對應(yīng)軌跡一樣緯度點，明顯，這個點不行能有直接衛(wèi)星觀測紀(jì)錄。因此，這個點的海面高可以通過O’點相鄰兩觀測點P、Q的記錄，通過線性內(nèi)插求得。18/542〕共線平差〔續(xù)〕：數(shù)學(xué)模型

2、測高數(shù)據(jù)平差方法內(nèi)插同緯度對應(yīng)共線點海面高的統(tǒng)一表達(dá)式：與O點對應(yīng)的O’點的海面高為：19/542〕共線平差〔續(xù)〕：對2′×2′的格網(wǎng)區(qū)分率，取同緯圈上各重復(fù)軌跡測高值的平均，即時間平均海面高。共線法平差利用重復(fù)軌跡上同緯度點海面高的時間平均，可有效地消退周期短于所用共線軌跡時間跨度的時變海面高影響。所求得的平均海面可以認(rèn)為至少在觀測時間跨度〔如幾個月，幾年或更長〕內(nèi)的穩(wěn)態(tài)平均海面。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法20/542〕共線平差〔續(xù)〕：獲得整個海疆各類測高衛(wèi)星軌跡上的離散點周密海面高的步驟：對各類衛(wèi)星測高觀測數(shù)據(jù)進(jìn)展預(yù)處理精化，包括數(shù)據(jù)的編輯，統(tǒng)一參考橢球和參考框架，局部消退剩余系統(tǒng)偏差。用共線法確定全部重復(fù)共線軌跡的時間平均海面高，以初步減弱軌道誤差和海洋時變等剩余系統(tǒng)誤差，并可顯著減小穿插點不符值。最終對全部各類測高軌跡進(jìn)展近于全組合式擴大的多星組合穿插點平差，進(jìn)一步減弱徑向軌道誤差。

2、測高數(shù)據(jù)平差方法21/54背景：衛(wèi)星測高是利用激光或雷達(dá)測量衛(wèi)星和星下點之間的距離和相應(yīng)時刻的衛(wèi)星空間坐標(biāo)及各種海面高物理改正模型來測算海面的大地高。經(jīng)過幾十年的進(jìn)展，測高精度：由米級提高到目前的厘米級區(qū)分率：由上百公里提高到現(xiàn)在的幾公里測高的對象：由海洋擴展到冰面甚至陸地地區(qū)在時間尺度上：從幾天到幾十天的時間采樣重復(fù)率和持續(xù)幾年、十幾年甚至幾十年的觀測六、衛(wèi)星測高技術(shù)的應(yīng)用22/54背景：衛(wèi)星測高供給了迄今為止最為豐富的海平面時間序列信息和全球平均海面精細(xì)構(gòu)造，填補對全球海岸以外寬放開闊海洋潮汐觀測的空白。大大拓展了相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的爭論，隨著儀器性能的改善、觀測精度、各種遙感儀器的聯(lián)合使用，衛(wèi)星測高技術(shù)漸漸進(jìn)展到固體地球、近海、陸地等很多領(lǐng)域，為這些領(lǐng)域的爭論供給根底的觀測數(shù)據(jù)支持。六、衛(wèi)星測高技術(shù)的應(yīng)用23/541、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用背景確定地球外形及其外部重力場是大地測量學(xué)的根本任務(wù)之一。海洋占地球外表積的71%，全球重力場確實定在很大程度上取決了海洋重力場確實定。衛(wèi)星測高是確定海洋重力場精細(xì)構(gòu)造的最經(jīng)濟有效的手段。利用衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)可確定高區(qū)分率的大地水準(zhǔn)面，繼而周密確定地球外形，使其實現(xiàn)全球高程基準(zhǔn)統(tǒng)一成為可能。利用衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)可間接或直接確定海洋重力場的其他參考量，如重力特別、垂線偏差等，這些成果使得大地測量在實現(xiàn)其根本任務(wù)和科學(xué)目標(biāo)的進(jìn)程中有了突破性進(jìn)展。六、衛(wèi)星測高技術(shù)的應(yīng)用24/541〕測高數(shù)據(jù)剖面計算垂線偏差的方法Sandwell〔1984，1992〕最先提出了依據(jù)衛(wèi)星測高觀測量計算衛(wèi)星測高穿插點處的垂線偏差的方法。

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用代入25/542〕測高數(shù)據(jù)反演海洋重力特別的方法早期無視海面地形的影響，將測高平均海面高看作大地水準(zhǔn)面高，利用逆Stokes公式反演重力特別?，F(xiàn)在計算過程趨于精細(xì)，利用波數(shù)相關(guān)濾波方法、方向敏感濾波方法等，力求排解測高數(shù)據(jù)中的各種非靜態(tài)信號和海面地形影響，以求得到比較純潔的測高大地水準(zhǔn)面“觀測值”。再用逆Stokes公式求解重力特別隨后，最小二乘配置法也被用來計算海洋重力特別，通常用于局部海疆的計算。

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用26/542〕測高數(shù)據(jù)反演海洋重力特別的方法用測高垂線偏差計算重力特別的方法是目前最為常用的方法，經(jīng)典公式是Molodensky〔1962〕的逆VeningMeinesz公式：

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用27/542〕測高數(shù)據(jù)反演海洋重力特別的方法實際計算時，通常利用FFT算法加速積分的運算。一維〔1-D〕算法二維〔2-D〕算法

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用28/542〕測高數(shù)據(jù)反演海洋重力特別的方法考慮到2D卷積表達(dá)的高效計算特性，李建成〔1997〕推導(dǎo)了逆VeningMeinesz公式的嚴(yán)密二維平面坐標(biāo)形式卷積表達(dá)式，在保證速度的同時確保了積分的數(shù)值精度

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用29/543〕測高數(shù)據(jù)計算海洋大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)模型由測高數(shù)據(jù)確定大地水準(zhǔn)面的方法有：簡潔求解法，即簡潔地從平均海面中扣除海面地形模型的影響，從而得到大地水準(zhǔn)面，這種方法求得地大地水準(zhǔn)面精度較低純幾何求解法，從衛(wèi)星測高的幾何觀測模型動身，利用海面高、大地水準(zhǔn)面高與衛(wèi)星高〔衛(wèi)星至參考橢球的距離〕的幾何關(guān)系來求解大地水準(zhǔn)面整體求解法，它是從衛(wèi)星軌道的力學(xué)模型和運動方程動身，同時求解大地水準(zhǔn)面、穩(wěn)態(tài)海面地形和衛(wèi)星的軌道誤差。更為有用的方法是逆Stokes方法、垂線偏差法和最小二乘配置法。1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用30/543〕測高數(shù)據(jù)計算海洋大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)模型重力特別，則可利用Stokes公式求解大地水準(zhǔn)面〔海斯卡涅等，1979；管澤霖等，1981〕：已有測高數(shù)據(jù)剖面計算的垂線偏差，由垂線偏差計算似大地水準(zhǔn)面公式為(Molodenskii等，1960)：

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用31/543〕測高數(shù)據(jù)計算海洋大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)模型由垂線偏差計算似大地水準(zhǔn)面公式(Molodenskii等，1960)的嚴(yán)密二維平面表達(dá)式為(李建成等，1997；李建成、晁定波，1999)：

1、衛(wèi)星測高技術(shù)在大地測量學(xué)中的應(yīng)用32/54利用測高數(shù)據(jù)可反演海底地形構(gòu)造與深部地球物理特征。海洋大地水準(zhǔn)面短波起伏可供給有關(guān)海底礦藏信息。海底地殼密度和海水密度的顯著反差僅反映在海洋大地水準(zhǔn)面的短波起伏中，由濾去長波的海洋大地水準(zhǔn)面或由顧及了潮汐和大氣壓力影響的平均海面可以檢測出海底地形。測高重力特別可以反映爭論區(qū)域板塊相互作用的特點，其高頻成分可以刻畫各海盆的構(gòu)造特征。測高空間重力特別也可勾畫陸架構(gòu)造及盆地分布，反演Moho面埋深，再從均衡重力特別/大地水準(zhǔn)面起伏推算小尺度地幔流應(yīng)力場。

2、衛(wèi)星測高技術(shù)在地球物理學(xué)中的應(yīng)用33/54利用地球物理方法可反演海底地球深部構(gòu)造、爭論地幔對流及板塊運動等。衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)可應(yīng)用于爭論海洋地殼構(gòu)造。高精度高區(qū)分率重力特別在深部地質(zhì)與地球物理爭論方面，利用重力特別協(xié)作海洋地球物理數(shù)據(jù)資料，如地震體波、面波成像，及磁力特別的綜合解釋等，通過調(diào)和系數(shù)法來爭論地殼與巖石圈的厚度與撓曲。

2、衛(wèi)星測高技術(shù)在地球物理學(xué)中的應(yīng)用34/54衛(wèi)星測高在海洋學(xué)中的應(yīng)用主要包括：海洋自身的爭論和氣候與海洋運動的相互影響。大洋環(huán)流由海水的水平壓力梯度所引起，表現(xiàn)為海平面高相對于大地水準(zhǔn)面的傾斜和起伏。穩(wěn)態(tài)海面地形形成地轉(zhuǎn)流，打算穩(wěn)態(tài)平均洋流。由衛(wèi)星測高能確定海面地形，這對于爭論海洋環(huán)流特殊有用。利用測高數(shù)據(jù)建立海潮模型是衛(wèi)星測高的另一重要應(yīng)用。

3、衛(wèi)星測高技術(shù)在海洋學(xué)中的應(yīng)用35/54目前，衛(wèi)星測高供給了開闊海疆上精度為2～3cm的海面高觀測值，由測高數(shù)據(jù)改進(jìn)后的潮汐模型精度開闊海疆可達(dá)2cm，同時也增加了對地-月相互作用的生疏和了解。平均海面〔MSS〕包括了大地水準(zhǔn)面和海面地形兩局部信息，因而廣泛地用于確定和分析大地水準(zhǔn)面。海洋學(xué)則以平均海面為基準(zhǔn)，用來爭論瞬時海面高、大洋環(huán)流等海洋動力學(xué)問題。在平均海面高模型方面，聯(lián)合多種衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)確定高精度、高區(qū)分率平均海面高是目前該領(lǐng)域中的主要工作。

3、衛(wèi)星測高技術(shù)在海洋學(xué)中的應(yīng)用36/54利用衛(wèi)星測高可進(jìn)展海面波浪分析和預(yù)報，還可反演估量海面風(fēng)速場。衛(wèi)星測高已成為監(jiān)測全球海洋海況的重要技術(shù)。衛(wèi)星測高技術(shù)可以用來監(jiān)測海平面變化，也可以用來測定冰面高轉(zhuǎn)變和冰蓋質(zhì)量均衡。衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)可以爭論大氣效應(yīng)、海洋氣象學(xué)以及海洋的環(huán)境特征對氣候的影響及其相互作用。衛(wèi)星測高是監(jiān)測海洋動力現(xiàn)象的一種極為重要的工具，同時也是海-氣模型猜測中特別重要的數(shù)據(jù)源，可為全球性災(zāi)難的海洋現(xiàn)象，例如厄爾尼諾、拉尼娜、北大西洋濤動或太平洋十年濤動等預(yù)報供給分析依據(jù)。

4、衛(wèi)星測高技術(shù)用于全球環(huán)境變化與檢測37/54利用衛(wèi)星測高可進(jìn)展海面波浪分析和預(yù)報，還可反演估量海面風(fēng)速場。衛(wèi)星測高已成為監(jiān)測全球海洋海況的重要技術(shù)。衛(wèi)星測高技術(shù)可以用來監(jiān)測海平面變化，也可以用來測定冰面高轉(zhuǎn)變和冰蓋質(zhì)量均衡。衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)可以爭論大氣效應(yīng)、海洋氣象學(xué)以及海洋的環(huán)境特征對氣候的影響及其相互作用。衛(wèi)星測高是監(jiān)測海洋動力現(xiàn)象的一種極為重要的工具，同時也是海-氣模型猜測中特別重要的數(shù)據(jù)源，可為全球性災(zāi)難的海洋現(xiàn)象，例如厄爾尼諾、拉尼娜、北大西洋濤動或太平洋十年濤動等預(yù)報供給分析依據(jù)。

4、衛(wèi)星測高技術(shù)用于全球環(huán)境變化與檢測38/54鑒于衛(wèi)星測高技術(shù)在各個領(lǐng)域所取得的優(yōu)異成果，為了滿足對地觀測和科學(xué)爭論的需要，國際上眾多學(xué)者和機構(gòu)不斷通過改進(jìn)和提出新的算法模型，拓展衛(wèi)星測高的應(yīng)用領(lǐng)域，國際上也正在打算放射各測高任務(wù)的后續(xù)衛(wèi)星或者新一代測高衛(wèi)星，將來打算放射的測高任務(wù)主要有JASON-2、Cryosat、Saral、NPOESS和Sentinel3。間續(xù)提出了一些全新的測高衛(wèi)星概念，主要包括WITTEX；GNSS測高；寬刈幅海洋高度計〔WSOA〕等多種測高衛(wèi)星打算。

七、衛(wèi)星測高技術(shù)的最新進(jìn)展39/541、衛(wèi)星測高后續(xù)打算〔1〕Cryosat-2放射單位：歐空局放射時間：2023年軌道高度：717km軌道傾角：92°任務(wù)：實現(xiàn)地球上大陸性冰蓋的厚度及海冰掩蓋測量，同時爭論由于全球氣候變暖引起的北極冰層變薄的猜測。

七、衛(wèi)星測高技術(shù)的最新進(jìn)展40/541、衛(wèi)星測高后續(xù)打算〔2〕NPOESS放射單位：美國政府機構(gòu)與歐洲氣象衛(wèi)星探測組織任務(wù)：觀測大氣、海洋、大陸和空間環(huán)境。組成：三個極軌衛(wèi)星組成，攜帶約10～12個傳感器，其中就包括一個高度計。41/541、衛(wèi)星測高后續(xù)打算〔3〕Sentinel3放射單位：歐空局任務(wù)：為GMES〔全球環(huán)境和安監(jiān)測〕供給海洋業(yè)務(wù)化效勞，并支持和完善ERS、JASON-1和ENVISAT-1測高任務(wù)。42/541、衛(wèi)星測高后續(xù)打算〔4〕Saral放射單位：法國空間局和印度空間爭論所任務(wù)：加強海洋學(xué)的爭論，改進(jìn)對海洋氣候的生疏、并增加預(yù)報力量，同時促進(jìn)氣象學(xué)的爭論，最終目的是為了爭論中尺度海洋變化、觀測近海海疆、內(nèi)陸水域及大陸冰蓋外表。43/541、衛(wèi)星測高后續(xù)打算〔5〕JASON-2放射單位：法國空間局、美國宇航局、歐洲氣象衛(wèi)星探測組織和美國國家海洋大氣局任務(wù)：接替T/P和JASON-1任務(wù)連續(xù)進(jìn)展全球海洋觀測。44/542、衛(wèi)星測高概念打算〔1〕WITTEX打算WITTEX：由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理試驗室提出來一種概念測高衛(wèi)星。目的：獲得精度與Topex/Poseidon相當(dāng)?shù)目臻g區(qū)分率優(yōu)于75km、時間區(qū)分率優(yōu)于10天的觀測掩蓋。組成：3顆同樣且具有重復(fù)軌道的共面衛(wèi)星組成星座，衛(wèi)星間的距離在10km至幾百公里，衛(wèi)星自身為微小衛(wèi)星，重量輕于100km。工作原理：衛(wèi)星上搭載多普勒雙頻高度計，通過觀測返回信號的延遲，取代觀測雙程傳播時間得到衛(wèi)星至海面的距離。45/541、衛(wèi)星測高概念打算〔1〕WITTEX打算依據(jù)WITTEX衛(wèi)星星間距離的不同，分為五種測量類型，包括：高空間區(qū)分率：衛(wèi)星的軌道間隔大約200km，時間間隔約1分鐘，地面軌跡間隔24km?？臻g掩蓋均勻：衛(wèi)星的配置對于觀測渦旋場是最優(yōu)的，衛(wèi)星軌道間隔約900km，時間間隔約4分鐘，地面軌跡間隔50km。高時間區(qū)分率：衛(wèi)星先后排列間隔2600km，后一衛(wèi)星的軌跡嚴(yán)格掩蓋前一衛(wèi)星的軌跡，每天有3～6個重復(fù)軌跡經(jīng)過同一地方。46/541、衛(wèi)星測高概念打算〔1〕WITTEX打算特殊掩蓋：固定一顆衛(wèi)星的軌跡，其他衛(wèi)星依據(jù)需要移動到指定區(qū)域。密集的業(yè)務(wù)化掩蓋：為得到均衡密集的空間掩蓋，承受5顆衛(wèi)星的星座，衛(wèi)星

軌道間隔大約460km，時間間隔約5分鐘，地面軌跡間隔約30km。47/541、衛(wèi)星測高概念打算〔2〕GNSS測高定義：把GNSS衛(wèi)星作為信號照射源，利用飛行器或低軌道衛(wèi)星上的GNSS接收機，它的天線指向地面，同時接收跟蹤10顆以上GNSS衛(wèi)星的反射信號，得到海洋反射面的信息。工作原理：通過向上的天線接收GPS衛(wèi)星的直射信號，確定接收機空間位置；利用向下的天線接收來至反射面的GPS反射信號，確定反射面到參考橢球面的距離。GNSS測高受限于接收機的入射角和海面粗糙度，系統(tǒng)只有在入射角小于10o時工作比較好。48/541、衛(wèi)星測高概念打算〔2〕GNSS測高假設(shè)要提高測高精度，可以通過恢復(fù)海面同一個點上盡可能多的返回信號實現(xiàn)。模擬結(jié)果說明，衛(wèi)星高度400km，一個衛(wèi)星接收GPS的信號，在24小時內(nèi)，數(shù)據(jù)可以掩蓋全球，而且地面軌跡間隔到達(dá)75km，在10天內(nèi)，衛(wèi)星可以“看到”地球外表任何50km2格網(wǎng)單元12次。依據(jù)以上結(jié)果，兩顆衛(wèi)星將供給全球掩蓋，有可能在10天時間內(nèi)獵取精度RMS為6cm的海面高觀測，區(qū)分率可達(dá)50km2；而8顆衛(wèi)星可供給6cm精度，區(qū)分率提高到25km2。49/541、衛(wèi)星測高概念打算這種衛(wèi)星測高概念的最大優(yōu)點是本錢低，但其主要缺點是精度低。只有通過聯(lián)合多種GNSS系統(tǒng)，包括使用Galileo、Glonass或者中國的Compass才能改善精度。GNSS測高衛(wèi)星打算，可作為傳統(tǒng)測高任務(wù)的補充，連續(xù)實現(xiàn)對全球海洋及其氣候變化的監(jiān)測。50/541、衛(wèi)星測高概念打算〔3〕寬刈(yì)幅海洋高度計定義：寬刈幅海洋高度計〔WSOA〕是一種廣域雷達(dá)高度計，主要基于高度計和干預(yù)計聯(lián)合測量的技術(shù)，能夠沿著衛(wèi)星地面軌跡中心的刈幅進(jìn)展海面高測量。工作原理：每個干預(yù)計放射一個微波，