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基于GPS-R的海洋测高算法研究
王书阳1,2郭金运1,2李国伟1,2宗干1,2
(1.山东科技大学测绘学院,青岛266590:2.海岛(礁)测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室,青岛266590)
摘要GPS-R是一种崭新的海洋遥感技术,其中运用GPS-R进行海洋测高具有成本低、获取数据量多和快速等突出特点。在GPS-R海洋测高中,通过计算镜面反射点的位置,从而得到海面高信息。本文重要对GPS-R海洋测高中镜面反射点的算法进行研究,拟定了算法环节,导出了海面高的误差理论传播公式。结合模拟实验,解算出测站一天的海面高数据,根据卫星高度角的范围对解算的海面高误差进行记录分析,结果表白卫星高度角在55°-90°范围内达成了6cm的精度,误差理论值与实际解算的误差有较好的一致性。
关键词大地测量;GPS-R;海面高;镜面反射点
OnOceanAltimetryAlgorithmbasedonGPS-R
WangShuyang1,2,GuoJinyun1,2,LiGuowei1,2,ZongGan1,2
(1.CollegeofGeodesyandGeomatics,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266590,China
2.KeyLaboratoryofSurveyingandMappingonIslandandReefofNASMG,Qingdao266590,China)
Abstract:Asanewremotesensingtechnology,GPS-Rcangettheinformationofoceansurfacewind,oceansurfaceroughnessandcoeanaltimetry,etc.OceanaltimetrybasedonGPS-Rislowcostanditiseasytoobtainlargeamountsofdatathankstotheglobalnavigationsatelliteconstellation.Wecangettheseasurfaceheightbythelocationofthespecularreflectionpoint.Thispaperfocusesonthestudyofthealgorithmofthespecularreflectionpointandhasdeterminedthestepsofthealgorithm.Wecanalsoderivatetheerrorformulaoftheseasurfaceheightbasedonerrorpropagationtheory.Finally,wecalculatetheseasurfaceheightbasedonthesimulateddatawithinthewholedayaswellasclassifytheerroroftheseasurfaceheightaccordingtothescopeofthesatelliteelevationangle,theresultsshowthattheseasurfaceheightcanreach6centimeterprecisionbetween55°and90°andthetheoreticalerrorandthecalculatederrorareingoodagreement.
Keywords:Geodesy,GPS-R,SeaSurfaceHeight,SpecularReflectionPoint.
1引言
海面高是一个重要的几何量,它是物理海洋、地球物理学、大地测量学等领域的基础数据。目前,国内外对海面高的观测手段重要依赖于卫星雷达测高技术和分布于沿海各地的若干验潮站。卫星高度计只能获得卫星星下点的海面高,而验潮站也只能以单点形式进行测量,无法对大范围海域进行海面高测量。
GPS-R(GlobalPositionSystem-Reflection)技术是在1993年由科学家Martin-Neira[1]初次提出PARIS(PassiveReflectometry
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