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《海洋技术学报》2018,(5)
GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflections)技术是一种可用于海面参数遥感探测的新兴技术,是当前国内外的研究热点之一。GNSS海面反射信号的延迟多普勒图像(DelayDoppler Map,DDM)是GNSS-R技术应用的重要理论基础。基于Z-V模型确定了岸基GNSS反射信号DDM的理论仿真方法和流程,并进行了实验验证,实验结果显示,仿真DDM与实测DDM之间具有很好的一致性。同时,全面系统地分析了风速、风向、接收天线高度和卫星仰角4个参数对DDM变化特征的影响规律,仿真结果显示:风速和接收天线高度的影响呈单调特性;风向的影响呈周期特性;卫星仰角的影响则比较特殊,在30°以下时呈现明显的单调性,大于30°时误差几乎相同,即具有窗函数选择特性,这种变化特征为利用DDM反演海面波浪、风场数和海面粗糙度等参数提供了理论依据和参考。 相似文献
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利用全球导航卫星系统的反射信号GNSS-R(global navigation satellite system-reflection)对海洋进行观测,目前已经成为一种新型遥感手段。介绍了一种最新研制的GNSS-R系统,以及使用该系统在北京怀柔水库开展的GNSS-R岸基测高实验。实验的目的,是在理想的湖面条件下验证系统的性能和检验测高算法的精度。实验得出:该系统能够在天线各阵元组合情况下实现GPS-R(global position system-reflection)信号的接收和处理;在把反演结果平均到1h后,使用C/A码的测高精度可达分米数量级。 相似文献
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利用机载GNSS反射信号反演海面风速的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
全球卫星导航定位系统的反射信号(GNSS-R)遥感技术作为一种新型的、低成本的、高机动性的海面微波遥感测风技术,与其他测风手段优势互补,可以增加测风手段的多样性,弥补局部测风手段不足的状况。研究了接收机在机载高度时,GPS反射信号功率理论模型四部分函数的性质,在此基础之上,数值模拟了机载高度下理论相关功率波形,基于海面风速对波形峰值与后沿的影响,提出了一种能够兼顾所有理论波形信息的二维插值风速反演方法。利用该方法,结合实测机载数据对海面风速进行反演,反演的风速均值与附近测站风速均值相差为1.4 m/s,与浮标数据相一致。 相似文献
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全球导航卫星系统反射（Global Navigation Satellite System-Reflectometry,GNSS-R）技术是一种新兴的监测海平面高度变化的技术。本文依据GNSS-R技术中的信噪比分析法的原理,通过分析其分离趋势项和提取振荡频率的过程,建立了新的估测模型以提高反演精度。针对传统模型存在的信号分离不佳的问题,本文提出使用变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）算法替换传统的最小二乘拟合法（Least Squares Fitting, LSF）进行趋势项分量的分离。在此基础上,本文引入基于凯塞窗函数改进的LSP（Lomb-Scargle Periodogram）频谱分析法（记为WinLSP）来减弱因频谱泄露带来的反演误差。在瑞典翁萨拉的GTGU站和美国阿拉斯加州的SC02站开展的海平面高度反演实验结果表明,本文建立的估测模型相比于传统模型具有更高的反演精度。基于VMD+WinLSP估测模型得到的GTGU站反演结果的均方根误差（RMSE）、相关系数和反演点数分别为4.70 cm、0.98和5 647。与传统的LSF+LSP估测模型相比,反演精度和GNSS数据利用率分别提高了约29.7%和15.0%。SC02站的RMSE、相关系数和反演点数分别为14.34 cm、0.99和1 785,反演精度和GNSS数据利用率分别提高了约12.3%和9.4%。 相似文献
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验潮站资料为评定卫星测高海面高度观测值的精度提供了有效途径。基于数据编辑准则筛选出HY-2A数据，通过引入NCEP实时大气压模型，解决了HY-2A卫星任务后期测高数据产品中部分干对流层延迟项和大气逆压校正项不可用的问题。在此基础上，将HY-2A海面高观测值与验潮站数据进行时空匹配，在选取的9个站点上进行了相关系数和标准差计算。结果表明，两者相关系数平均约为0.676 9，最优可达0.898 7，平均标准差为0.089 5 m。整体验证结果表明，HY-2A卫星测高数据质量符合设计指标，达到预期水平，为海洋重力场反演等应用研究提供了新的可靠数据源。 相似文献
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GNSS-R观测下的海面飓风风速反演 总被引：1，自引：0，他引：1
利用全球导航卫星系统在地球表面的反射信号（GNSS-R）进行海面风速反演已经被广泛研究并作为一种重要的遥感手段。目前,该L波段微波信号的相关功率已可以在多普勒频率和时延码片空间进行多普勒时延图像的成像。由于该图像的图像特征与海面粗糙度有较高的相关性,因此能够用来进行海面风场反演。然而,对于该遥感手段而言,其双基雷达前向散射截面（BRCS）理论上与海面粗糙度有更高的相关性,如同目前合成孔径雷达使用后向雷达散射截面而非相关功率。所以,本文通过改进已有的GNSS-R的双基雷达散射截面方程,代替相关功率在多普勒时延空间进行成像,得出了与海面粗糙度相关的双基雷达散射截面图像（BRCS map）。基于该图像,本文提出了三种与其形状特征相关的观测量,通过2005年Dennis飓风GNSS-R机载数据生成的16000多幅图像进行地球物理模式函数建模并与经典的一维时延波形匹配方法得出结果进行对比分析,得出更为精确的风速反演结果。 相似文献
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随着测高技术的不断发展,测高海洋重力场的精度不断提高,由其反演计算的海底地形精度也相应提高。利用Sandwell 2014年最新发布主要由Jason-1末期大地测量任务和Cryosat-2观测资料反演的测高重力场V23.1,采用重力地质法(GGM)反演了中国南海海域海底地形模型,并对结果进行了精度评价。该过程中首先直接计算一系列密度差下的反演结果,并通过船测数据检核选定优化的密度差范围,然后利用向下延拓的方法确定了最优密度差异常数为7g/cm3。与船测水深数据相比,反演得到的GGM模型与检核点船测水深数据差值的标准差达到了±70.32m;此外,还计算了由测高重力异常V15.2反演的海底模型,比较这两个模型发现:测高重力场短波部分的改善对海底地形反演精度的提升作用有限,为得到更高精度的海底地形模型,需引入短波更为敏感的重力梯度资料。 相似文献
8.
文中首先介绍了DOT2008A模型建立的原理和方法,利用我国48个长期验潮站19 a连续观测数据验证DOT2008A模型的精度,其均方差为0.118 m,残差的标准偏差为0.086 m;联合多源测高卫星建立的海面地形模型数据验证DOT2008A的精度,均方差为0.106 m,残差的标准偏差为0.099 5 m,且其残差分布图基本符合正态分布。从实验结果来看,DOT2008A模型在我国周边海域精度较高,其建立方法较为合理,转化应用价值较高;同时与多源测高卫星建立的海面地形比较结果来看,验证了自主建立的海面地形模型的正确性,对建立我国高精度海面地形模型具有重要的借鉴意义。 相似文献
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As a new remote sensing technology, the global navigation satellite system (GNSS) reflection signals can be used to collect the information of ocean surface wind, surface roughness and sea surface height. Ocean altimetry based on GNSS reflection technique is of low cost and it is easy to obtain large amounts of data thanks to the global navigation satellite constellation. We can estimate the sea surface height as well as the position of the specular reflection point. This paper focuses on the study of the algorithm to determine the specular reflection point and altimetry equations to estimate the sea surface height over the reflection region. We derive the error equation of sea surface height based on the error propagation theory. Effects of the Doppler shift and the size of the glistening zone on the altimetry are discussed and analyzed at the same time. Finally, we calculate the sea surface height based on the simulated GNSS data within the whole day and verify the sea surface height errors according to the satellite elevation angles. The results show that the sea surface height can reach the precision of 6 cm for elevation angles of 55° to 90°, and the theoretical error and the calculated error are in good agreement. 相似文献
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基于与Jason-2数据比对的Jason-3卫星高度计全球数据质量评估 总被引：1，自引：1，他引：0
Jason-3卫星高度计于2016年1月17日成功发射，2016年2月12日进入预定轨道，与Jason-2高度计同轨进入编队飞行阶段，并落后Jason-2高度计约1分20秒，两者相距约560 km。2016年9月1日，Jason-2高度计变换轨道，编队飞行阶段结束，两高度计进入平行轨道，以增加卫星高度计对地观测的空间覆盖。本研究主要开展了Jason-3高度计的数据质量的评估与检验，包括Jason-3高度计数据可用性和有效性的验证，以及Jason-3高度计和校正辐射计各参数的数据质量监测。重点开展了Jason-2与Jason-3高度计各项参数的综合比较，利用Jason-2与Jason-3高度计编队飞行阶段的数据精确评估了两高度计参数的一致性，并从全球数据角度分析了Jason-3高度计获取各参数的能力以及稳定性；通过与Jason-2互交叉点比较分析评估Jason-3高度计海面高度数据质量情况，验证Jason-3高度计数据精度。结果表明，Jason-3高度计的数据质量满足高度计测高的要求，具有与Jason-1、Jason-2、T/P等高度计相同或更高的测高精度以监测全球海平面变化，此外，Jason-3有效波高参数数据质量明显优于Jason-2高度计。 相似文献
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Arctic absolute sea level variations were analyzed based on multi-mission satellite altimetry data and tide gauge observations for the period of 1993–2018. The range of linear absolute sea level trends were found ?2.00 mm/a to 6.88 mm/a excluding the central Arctic, positive trend rates were predominantly located in shallow water and coastal areas, and negative rates were located in high-latitude areas and Baffin Bay. Satellite-derived results show that the average secular absolute sea level trend was (2.53±0.42) mm/a in the Arctic region. Large differences were presented between satellite-derived and tide gauge results, which are mainly due to low satellite data coverage, uncertainties in tidal height processing and vertical land movement (VLM). The VLM rates at 11 global navigation satellite system stations around the Arctic Ocean were analyzed, among which 6 stations were tide gauge co-located, the results indicate that the absolute sea level trends after VLM corrected were of the same magnitude as satellite altimetry results. Accurately calculating VLM is the primary uncertainty in interpreting tide gauge measurements such that differences between tide gauge and satellite altimetry data are attributable generally to VLM. 相似文献
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This paper presents an assessment of SARAL/AltiKa satellite altimeter for the monitoring of a tropical western boundary current in the south-western Pacific Ocean: the East Caledonian Current. We compare surface geostrophic current estimates obtained from two versions of AltiKa along-track sea level height (AVISO 1 Hz and PEACHI 40 Hz) with two kinds of dedicated in situ datasets harvested along the satellite ground tracks: one deep-ocean current-meter mooring deployed in the core of the boundary current and five glider transects. It is concluded that the AltiKa-derived current successfully captures the velocity of the boundary current, with a standard error of 11 cm/s with respect to the in situ data. It also appears important to reference AltiKa sea level anomaly to the latest mean dynamic topography available in our area. Doing so, Ka-band altimetry provides a satisfactory representation of the western boundary current. Thereby, it usefully contributes to observing its variability in such a remote and under-observed ocean region. However, the rather long repeat period of SARAL (35 days) in comparison to the high frequency variability seen in the flow velocity of the boundary current calls for a combined use of SARAL with the other satellite altimetry missions. 相似文献
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A. S. Zapevalov 《Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics》2012,48(2):200-206
We assess the influence of changes in the skewness and kurtosis of the distribution of elevations on a rough sea surface that
were observed in field conditions on the accuracy of the recovery of the sea-surface level along the satellite trace. For
different values of a significant height of surface waves, we obtain numerical estimates for the bias in relief recovery due
to the simultaneous variation in skewness and kurtosis. It is shown that, with a decrease in kurtosis, the effect of skewness
changes on the accuracy of altimetry measurements of the level increases. We note the limitations of the Gram-Charlier model
in simulating the radar waveforms return from the sea surface. 相似文献
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中国近海海平面变化区域相关分析 总被引：2，自引：0，他引：2
由测高卫星升、降弧段海面高交叉点约束方法，用TOPEX／POSEIDON测高数据计算了黄海、东海、南海海域的海平面变化；分析了三个海区海平面变化的相关性；在频域内讨论了它们之间的相干性；分析了海水面积随纬度带的变化对不同纬度分布的海区海平面变化量的影响。 相似文献