高度计测高原理
卫星海洋遥感导论
An Introduction to Satellite Oceanic Remote Sensing
第三部分 海洋参数的遥感反演
第九章 海洋表面动力地形卫星测量
武汉大学 遥感信息工程学院
第九章 海洋表面动力地形卫星测量
为什么要进行海洋表面动力地形卫星测量？
海洋地形
海岸地形：海岸、海岸带、海岸线、海滩、海滨、潮间带
1975年 GEOS-3
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9.1 高度计测高回顾
1978年 Seasat-A 及 1985年 Geosat
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9.1 高度计测高回顾
1991年 ERS-1 及 1995年 ERS-2
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9.1 高度计测高回顾
1985年，美国海军发射地球重力卫星(Geosat)，卫星高 度计开始业务化运行。
1991年欧空局(ESA)发射了第一颗欧洲遥感卫星(ERS-1) ，其上所载高度计测距精度为10cm，重复轨迹偏离、范 围缩小到1km以内。
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9.1 高度计测高回顾
2002年，ESA成功发射大型海洋观测卫星Envisat-1 。它是ERS系列的后续卫星，其上也搭载了一台双频高 度计（Advances Radar Altimeter，简称RA-2），可 工作于3.2GHz（S波段）和13.6GHz（Ku波段）。
海底地形：大陆边缘、大陆架、大陆坡、大陆裾、大洋盆地、 海槽海盆、海脊、隆起地、海底山与平顶山、海底高原
海表地形：重要属性，四大动力系统之一（海气界面、海表、 内波、环流）
波高、波谱 海面地形 大地水准面 海底地形
漩涡、锋面 地形异常、表面流 大地测量 军事、海底作业
卫星高度计测量：优点体现在与传统的测量方法的比较上
1992年，美国NASA和法国空间局(CNES)联合发射 TOPEX/POSEIDON卫星，装载了TOPEX和 POSEIDON两颗高度计。该卫星被认为是不再需要进行 轨道误差修正的首颗卫星，其测距精度为2cm。
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9.1 高度计测高回顾
从二十世纪七十年代至今，卫星高度计已经积累了时 间跨度达三十多年的全球海洋卫星观测数据。
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9.1 高度计测高回顾
1973年 天空实验室Skylab
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9.1 高度计测高回顾
halt c t 2
卫星高度计测量海平面高度的实际过程受许多因素 的影响，例如大气、海况和海洋潮汐等的影响，必 须在上式消除这些影响。
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第九章 海洋表面动力地形卫星测量
讲述安排 高度计测高史（1学时） 高度计测高原理（1学时） 高度计测浪原理（0.5学时） 高度计的主要观测对象（0.5学时）
有效波高 海面地形及海洋表面流 大地水准面 海底地形
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9.1 高度计测高回顾
1975年由美国NASA发射的GEOS-3卫星所载高度计在 其三年半飞行中获取超过五百万个海面测量数据，其中 包括Schiwiderski海洋潮汐模式和Cartwright固体潮汐 模式修正参数。
1978年，美国NASA又发射了Seasat-A，所载高度计的 测距精度为10cm，有效波高测量准确度为10%，海面 风速测量准确度为2m/s，并在其最后25天运行期内首 次实现重复地面轨迹运行模式。
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第九章 海洋表面动力地形卫星测量
9.1 高度计测高回顾
1964年在美国Woods Hole举行的一次“空间 海洋学”研讨会，当时为高度计确定了10cm的 测距技术指标。 1973年在美国宇航局（NASA）发射的天空实 验室（Skylab）上进行卫星高度计的首次原理 性实验。为后续的卫星高度计的设计积累了宝 贵的经验。
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9.2 高度计测高原理
以卫星为载体，以海面作为遥测靶，由卫星上装载的 微波雷达测高仪向海面发射微波信号，该雷达脉冲传 播到达海面后，经过海面反射再返回到雷达测高仪。
返回到卫星后可以得到三种观测量：
回波时间 回波信号的波形 回波信号的幅度
1995年,第二颗欧洲卫星(ERS-2)发射,其上所载高度 计的设计与ERS-1基本相同，重复周期为35天。
1998年，美国海军发射了Geosat的后续卫星高度计 （Geosat-Follow-On，GFO）。GFO重复周期17 天，完全沿Geosat轨道运行。
2001年底,NASA和CNES发射TOPEX/POSEIDON 的后续卫星Jason-1,所搭载的高度计POSEIDON-2 是由POSEIDON-1发展而来，但增加了一个C波段， 因此也是双频高度计。
海面高 海面倾斜、海流、波高等 后向散射系数、风场等
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9.2 高度计测高原理
9.2.1 高度计测高原理
卫星高度计测量海平面高度的原理
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9.2.1 高度计测高原理
理想情况下，卫星高度计的测量结果为卫星到瞬时 海面的距离，即有：
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9.1 高度计测高回顾
TOPEX/POSEIDON(1992)及其后续卫星Jason-1(2001)
Satellite Oceanic Remote Sensi998年Geosat的后续卫星高度计 GFO 及 2002年ERS系列的后续卫星 Envisat-1
