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20世纪70年代成功获取第一颗测高卫星Geos-3观测数据

2014-12-11 15:48:26      点击:
  自20世纪70年代成功获取第一颗测高卫星Geos-3观测数据以来,使用卫星测高观测数据先后树立了一系列全球和区域均匀海平面高模型。国际上先后推出了OSU95MSS、CLS_SHOM98.2、GSFC00.1、CLS01、CNES_CLS11、DTU13等多个全球均匀海面高模型。
  近来,由武汉大学承当的863方案“高程基准现代化完结关键技能”课题顺畅经过中期查看。成功树立的名为WHU2013 MSS全球均匀海面高模型,为全球海域重力数据、海域大地水准面、全球高程基准一致、海平面改变、海洋环流等大地丈量学和海洋学有关应用范畴供给了精确根底海面高信息。

  
  均匀海面是大地丈量学和物理海洋学最重要的参阅面,包含了大地水准面和海面地势两部分,广泛用于剖析大地水准面间隔、研讨地壳形变和地球内部动力学机制等。怎么联合处理多代测高文行数据,成为核算高精度高分辨率均匀海面高模型的关键技能。

  高精度高分辨率均匀海面高模型是研讨海洋动力环境改变的重要根底,也是当今地球科学和全球改变所关注的科学疑问之一。跟着测高数据的不断获取,均匀海平面高模型的研讨不断向前推动,模型的分辨率和精度不断提高。卫星测高初次供给了直接丈量全球海面高的技能,极大地提高了海洋观测数据的时空分辨率。


  2014年11月15日,科技部国家遥感中间安排专家对由武汉大学承当的863方案“高程基准现代化完结关键技能”课题进行了中期查看。两年来,课题组采用了1993至2012共20年一切T/P、Jason-1/2、ERS-1/2、ENVISAT、GFO、Cryosat2等多源测高数据,经过多源数据基准的一致、大地丈量任务数据海平面改变信号削弱等办法研讨,以EGM08超高阶重力场模型断定的全球大地水准面为参阅,使用移去-康复办法,并选用最小二乘装备格网化办法树立了全球纬度-80°~84°海域内2′×2′分辨率的均匀海平面高模型WHU2013 MSS。在-66°~66°纬度范围内,该模型与丹麦科技大学发布的最新模型DTU13区别为1.9cm,与法国空间局发布的最新模型CNESCLS2011区别为2.7cm;在-80°~84°纬度范围内,区别分别为4.5cm和5.3cm,到达国际先进水平。

  据了解,武汉大学测绘学院一向致力于全球均匀海面数值模型的研发。2002年,该院使用多年多种卫星测高数据,研发完结的WHU2000 MSS,是其时国际上少数分辨率和精度极高的均匀海面模型之一。

  使用卫星测高技能监测全球海面改变是一项长时刻的科学任务,后续测高卫星的丈量精度将持续改进,需求进一步研讨使用新的大气和海洋环境卫星探测数据来精化测高数据的物理改正模型,将均匀海面模型的精度再提高,进而更精确地研讨猜测均匀海面的改变趋势,并作出地球物理和环境改变的解说。

  这次经过中期查看的WHU2013 MSS效果为全球海域重力数据、海域大地水准面、全球高程基准一致、海平面改变、海洋环流等大地丈量学和海洋学有关应用范畴供给了精确根底海面高信息。

  卫星测高是20世纪70年代开展起来的一项空间丈量技能。经过几十年的研讨,很多的数据结果表明,该技能在研讨海洋大地水准面和重力反常与地球物理和海洋参数方面,都显现出了无穷的潜力。作为一项高科技丈量技能,卫星测高以人造卫星作为丈量仪器的载体,凭借着空间技能、电子技能、光电技能和微波技能等高新技能的开展,在空间大地丈量范畴产生了一场深入的革新。

  卫星测高仪是一种星载的微波雷达。测高仪的发射设备经过天线以必定的脉冲重复频率向地球表面发射调制后的紧缩脉冲,经海面反射后,由接纳机接纳回来的脉冲,并丈量发射脉冲的时刻与接纳脉冲的时刻的时刻差。依据此时刻差及回来的波形,便能够丈量出卫星到海面的间隔。实际上,测高仪所测的间隔是卫星到星下点脚印(footprint)某一范围内的均匀间隔。依据海况的不一样,该星下点脚印的直径从214km到12km不等。星下点脚印内海面的粗糙度可依据接纳雷达脉冲的时刻散布(波形结构)来揣度,并由此来界说有用波高SWH。另一项回波内容是反射脉冲的强度,通常用自动增益控制AGC来表明。

  据悉,对过去100年全球验潮站数据及近15年卫星测高数据进行剖析,得出的海平面上升速率大致为1mm-2mm/年。中国海岸线长17700km,海面上升对中国将来环境的影响不容忽视。因而,断定均匀海面模型研讨海平面改变,对地球科学和环境科学的开展都有重要意义。专家介绍,均匀海面模型可为研讨海平面改变特别是较短时刻尺度内的改变供给基准面。