卫星测高技术及其应用

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卫星雷达测高技术的原理与应用

卫星雷达测高技术的原理与应用

卫星雷达测高技术的原理与应用在现代科技发展的背景下,卫星雷达测高技术成为了一项重要的测量工具。

卫星雷达测高技术通过使用卫星上的雷达系统,结合地面站的接收和处理设备,可以精确测量出地球表面的高度。

本文将探讨卫星雷达测高技术的原理与应用。

一、卫星雷达测高技术的原理卫星雷达测高技术的原理主要基于雷达测量的原理。

雷达是通过发送射频信号并接收返回信号来测量目标位置的一种技术。

而卫星雷达测高技术则是将雷达技术运用到测量地表高度的过程中。

卫星雷达测高技术的原理包括以下几个方面:1. 发射信号:卫星雷达会通过天线向地面发送一束微波信号,这个信号也被称为雷达波。

2. 返回信号:当雷达波遇到地表时,会被反射回来形成返回信号。

返回信号所携带的信息包括了目标的高度信息。

3. 接收和处理:卫星上的雷达接收到返回信号后,会将信号传送给地面的接收和处理设备。

这些设备会对信号进行处理和分析,得出地表高度信息。

卫星雷达测高技术与传统的地面测高技术相比,具有更广阔的覆盖范围和更高的测量精度。

由于卫星可以在空中飞行,并可以覆盖全球各个地区,所以可以实现对全球地表的高度测量。

而且卫星雷达测高技术由于使用了微波信号,所以对地表的测量不受天气和云层的影响,具有稳定的性能。

二、卫星雷达测高技术的应用卫星雷达测高技术在许多领域都得到了广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域:1. 地质测绘:卫星雷达测高技术可以用于地质测绘中的高程测量。

通过测量不同地方的高度,可以确定地表的形状和变化。

这对于研究地壳运动、地震活动等具有重要意义。

2. 水资源管理:卫星雷达测高技术可以实现对水域的高度测量。

通过测量湖泊、河流等水域的高度,可以了解水位的变化情况,并帮助水资源管理部门做出相应的决策。

3. 气象预测:卫星雷达测高技术可以用于气象预测中的大气测量。

通过测量大气层的高度,可以掌握大气层的结构和变化情况,提供有关天气和气候的信息。

4. 土地利用规划:卫星雷达测高技术可以用于土地利用规划中的高程测量。

卫星测高技术在地球物理勘探中的应用

卫星测高技术在地球物理勘探中的应用

卫星测高技术在地球物理勘探中的应用第一章:引言地球物理勘探是研究地球物理性质和资源分布的综合性科学,包括地震地质学、地磁学、电磁学、重力学、热流学等领域。

随着科技的快速发展,新技术不断涌现,其中卫星测高技术因其高效、高精度、覆盖范围广等显著优势而受到地球物理勘探界的广泛关注和应用。

本文将介绍卫星测高技术在地球物理勘探中的应用及其优缺点。

第二章:卫星测高技术的基本原理和分类卫星测高技术是利用卫星搭载的测高仪采集地球表面高程数据的一种技术。

其基本原理是利用电磁波进行测高,将卫星发射的微波信号反射回卫星,计算出反射时间差,从而得到地球表面高程信息。

根据测高仪的种类和工作原理,卫星测高技术可以分为雷达测高、激光测高和重力测高三种。

雷达测高通过微波信号进行测高,适用于大范围地形测量和海洋测量;激光测高通过激光束进行测高,精度更高,适用于山区、城市等地形复杂的区域测量;重力测高则通过测量重力场变化进行测高,适用于矿区、断层和地幔物质的测量。

第三章:卫星测高技术在地球物理勘探中的应用3.1 地质构造研究地球物理勘探在地质构造研究中扮演着重要的角色。

卫星测高技术可以快速、准确地获取地形高程数据,为地质构造研究提供了重要数据支持。

利用卫星测高技术可以获得地球表面的数字高程模型(DEM),并可以根据DEM计算地球表面的倾斜度、坡度、曲率等形态参数。

这些参数可以反映地表地貌的特征,进而揭示地形演化的历史和过程,为地质构造研究提供重要线索。

3.2 矿产资源勘探卫星测高技术在矿产资源勘探中有着广泛的应用。

通过测量矿区地表高程,可以获取地形信息、不同类型岩体位置及分布规律等关键信息,这对于矿产资源的勘探定位和矿床类型的研究十分重要。

同时,卫星测高技术还可以用于矿山建设规划、水文水资源的调查等方面,为矿区开发提供技术支持。

3.3 海岸线变化监测卫星测高技术还广泛应用于海岸线的变化监测。

由于气候变化、自然灾害等原因,海岸线的变化具有不确定性和随机性,为海岸线的监测和分析带来一定难度。

卫星测高技术-卫星测高技术及应用要点

卫星测高技术-卫星测高技术及应用要点

卫星测高技术及应用✦第1章卫星测高技术发展及应用概述✦第2章卫星雷达高度计观测基本原理✦第3章卫星高度计观测误差✦第4章卫星测高波形理论与处理方法✦第5章卫星测高数据处理理论与方法✦第6章卫星测高反演海洋重力场理论与技术✦第7章卫星测高技术应用第1章卫星测高技术发展及应用概述卫星测高已成为全球气候观测系统(GCOS:Global Climate Observing System)和全球大地测量观测系统(GGOS:Global Geodetic Observing System)的一个重要组成部分。

海面高度:精度最高。

根据发射脉冲和接收脉冲间的时间间隔,确定卫星质心到星下点的距离,进而计算星下点的海平面高度有效波高(SWH):精度较高。

分析返回脉冲波形形状的特征,确定海洋的有效波高。

有效波高等于4倍海面的均方根波高。

海面风速:精度较低。

通过接受到的能量及其强度,可以获取雷达的地面后向散射系数,进而求定海面风速。

测高卫星简介:已结束测高任务:Skylab、GEOS3、SEASAT、GEOSAT、ERS1、T/P正在运行的测高任务:雷达测高:ERS2、 GFO、 JASON1、 ENVISAT、 JASON2(OSTM)激光测高:ICESat计划实施的测高任务: Cryosat、Saral(AltiKa)、HY-2、NPOESS 、 Sentinel3概念性卫星测高:Wittex、GPS测高、WSOA卫星搭载的仪器:合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar),用来提供高质量详细的海洋和陆地雷达图像;雷达散射计,用来测量近地面风速及其方向;多频段微波辐射计,用来测量地面温度、风速及海冰覆盖;雷达高度计,用来测量海面和浪高。

GEOSAT前后工作了近五年,首次提供了具有重复性、高分辨率、长期性高质量的全球海面高数据集,标志卫星测高技术进入了成熟阶段。

两种卫星序列时代的开始进入上个世纪90年代后,为了进一步改善仪器性能,高度计采用了两种不同的方法,卫星高度计从而进入了两个不同系列的时代。

卫星测高技术的原理与应用

卫星测高技术的原理与应用

卫星测高技术的原理与应用近年来,卫星测高技术在地球科学、环境监测、城市规划等领域得到了广泛应用。

卫星测高技术是利用卫星的天线接收地球表面的信号,通过精确的测距技术,计算出地球表面的高度差。

本文将介绍卫星测高技术的原理与应用,并探讨其在不同领域的潜力。

卫星测高技术的原理主要基于雷达测距原理。

卫星上搭载的雷达发射一束电磁波,当电磁波与地面接触后,一部分电磁波会被反射回卫星,卫星上的接收天线接收到这部分波,通过测量电磁波从发射到接收的时间差,可以计算出地面的高度差。

重力影响是测量高度差的关键因素之一,通过使用高精度的测距技术和地球重力场模型,可以获得更准确的测量结果。

卫星测高技术在地球科学领域具有重要的应用意义。

通过卫星测高技术可以准确测量地球表面的高程变化,进而研究地球的地壳运动、地震活动等地质现象。

例如,利用卫星测高技术可以监测到地壳运动引起的地壳形变,从而提前预警地震活动,减少地震灾害的风险。

此外,卫星测高技术还可以用于测量海平面的变化,对于研究全球变暖、海洋循环等气候问题具有重要意义。

卫星测高技术在环境监测中也发挥着重要作用。

通过卫星测高技术可以监测城市地表高程的变化,及时发现城市地面沉降、建筑物下沉等问题,从而对城市规划和土地利用进行调整和改善。

此外,卫星测高技术还可以用于监测冰川融化、湖泊水位变化等自然环境的变化,为环境保护和资源管理提供数据支持。

除了地球科学和环境监测领域,卫星测高技术在城市规划和基础设施建设中也有广泛的应用。

通过精确测量城市地表高程,可以进行地形分析、景观规划等工作。

在基础设施建设方面,卫星测高技术可以用于监测道路、桥梁、隧道等建筑物的变形,及时发现并解决结构问题,保障建筑物的安全。

尽管卫星测高技术在各个领域都有广泛的应用前景,但也存在一些挑战和限制。

首先,卫星测高技术的精度受到卫星轨道稳定性、大气湍流等因素的限制,需要不断改进技术手段提高测量精度。

其次,卫星测高技术还面临数据处理和分析的困难,需要开发出适应不同应用场景的算法和软件工具。

海上测绘中的卫星测高技术

海上测绘中的卫星测高技术

海上测绘中的卫星测高技术引言:随着科技的飞速发展和人类对于海洋资源的需求增加,海上测绘成为了不可忽视的领域。

在海上测绘过程中,卫星测高技术扮演着重要的角色。

本文将探讨卫星测高技术在海上测绘中的应用及其挑战,以及未来发展的前景。

一、卫星测高技术的基本原理及类型卫星测高技术是利用卫星的遥感能力和测高原理,通过测量卫星与海面之间的距离来实现地球表面海拔高程的测量。

这种技术包括雷达测高、激光测高和全球定位系统(GPS)测高。

1. 雷达测高雷达测高利用雷达波束穿越大气层和反射回来的时间来计算卫星与海面之间的距离。

具体而言,雷达发射的微波信号在遇到海面时,一部分被反射回卫星,卫星接收到反射信号的时间与发射时间之差即是海面高度的测量结果。

2. 激光测高激光测高是利用激光束与海面的反射来计算海面高度。

激光测高精度更高,可以达到亚米级别。

然而,由于激光波长的原因,激光测高只能在夜晚或者低云密度的条件下进行。

3. GPS测高GPS测高是利用GPS系统对卫星与接收器之间的距离进行测量,并通过与卫星的定位信息计算出海面高度。

该方法的优势在于覆盖范围广,并且无需对地形进行精确的测量。

二、卫星测高技术在海上测绘中的应用卫星测高技术在海上测绘中具有广泛的应用,其中最重要的应用之一是海洋地质研究。

利用卫星测高技术,可以获得海底地形、地球的表层结构和地震断层等信息,有助于研究地球的地质演化和海底资源的分布情况。

此外,卫星测高技术还可以应用于海洋生态研究。

通过测量海面高度的变化,可以获得海洋表面的动力学信息,如洋流、海浪和海洋环流等。

这对于海洋生态系统的研究以及预测海洋灾害的发生具有重要意义。

卫星测高技术还可以用于海事活动的支持。

通过测量海面高度,可以获得航道航线、浅滩和暗礁等地理信息,有助于确保船只的安全导航和海事救援的准确性。

三、卫星测高技术的挑战尽管卫星测高技术在海上测绘中具有广泛的应用前景,但也面临着一些挑战。

其中最主要的挑战之一是大气延迟对测量结果的影响。

如何利用卫星测高技术进行大地测量

如何利用卫星测高技术进行大地测量

如何利用卫星测高技术进行大地测量利用卫星测高技术进行大地测量随着科技的不断发展,卫星测高技术在大地测量领域应用越来越广泛。

卫星测高技术是指利用卫星的遥感手段进行地球表面高程的测量。

它相较于传统的大地测量方法,具有速度快、成本低、覆盖范围广等优势。

本文将探讨卫星测高技术的原理、应用以及未来发展趋势。

卫星测高技术的原理是利用卫星与地面的相对位置关系,通过测量卫星与地面之间的距离差,然后通过计算得到地球表面上的高程信息。

在卫星测高技术中,主要应用的是雷达测高法。

卫星搭载的雷达设备会发射出一束微波信号,并通过接收信号的反射信息来计算地面的高程。

卫星测高技术在大地测量中有着广泛的应用。

首先,它可以用来确定海拔高度。

通过对全球各地进行卫星测高,我们可以了解到每个地点的海拔高度,并绘制出数字高程模型(DEM),这对于地理信息系统(GIS)的建设和地质勘探具有重要意义。

其次,卫星测高技术还可以用于监测地壳变形。

地球上的地壳不断变动,地震和构造活动会导致地表的高程变化。

利用卫星测高技术,我们可以实时监测到地壳的变形情况,为地质灾害的预防和防治提供参考依据。

此外,卫星测高技术还可以用于制图和测绘工作,提供精确的地理底图,方便在工程建设和资源管理中的应用。

尽管卫星测高技术在大地测量中已经取得了显著的成果,但仍然存在一些挑战和需要改进的地方。

首先,由于大气层对卫星信号的干扰,测高结果可能存在一定的误差。

因此,在卫星测高过程中,需要对大气的折射效应进行修正,以提高测量的精度和可靠性。

其次,卫星测高技术对地形和地貌的要求较高。

例如,当地表存在植被覆盖、建筑物或水体等情况时,可能会对卫星信号的反射产生影响。

因此,对于这些特殊情况,需要采用其他测量方法进行补充。

此外,卫星测高技术的应用还受到地球自转的影响,因此测量结果可能会随时间而变化,需要进行时间序列分析。

未来,卫星测高技术在大地测量中的应用将更加广泛和精确。

首先,随着卫星技术的不断发展,卫星测高设备的精度和灵敏度将进一步提高。

卫星测高与大地测量的原理与应用

卫星测高与大地测量的原理与应用

卫星测高与大地测量的原理与应用引言:大地测量是一门学科,涉及地球表面各种特征和地球形状的测量与研究。

而卫星测高是地球表面高程的观测与测量手段之一,通过卫星的测量数据,我们能够获取到地球表面的高程信息,从而更好地理解地球的形状和变化。

一、卫星测高的原理卫星测高的原理主要基于雷达测距原理。

当卫星飞过地球表面时,其搭载的雷达设备会发射电磁波,并记录电磁波从发射到接收的时间。

由于电磁波在空气中的传播速度是已知的,通过测量电磁波传播的时间,我们可以计算出信号从卫星到地球表面的距离。

为了提高测量精度,卫星测高通常采用多普勒效应进行校正。

多普勒效应是指当波源与接收器相对运动时,接收到的波长会发生变化。

通过分析接收到的多普勒频移,我们可以准确测量出卫星与地面之间的相对速度,从而消除测量误差。

二、卫星测高的应用1. 海洋学研究卫星测高可以帮助科学家更好地理解地球的海洋形态和海底地貌。

通过卫星测高,可以获取海水表面的高程信息,从而推断出海洋的流动情况和洋流的分布情况。

这对于海洋学的研究和海洋资源的开发具有重要意义。

2. 地壳变形监测地壳的变形是地球构造活动的重要表现之一。

通过卫星测高,可以对地壳的变形进行监测和测量。

例如,在地震前后,卫星测高可以提供地震引起的地壳变形信息,从而帮助科学家预测地震的发生和评估地震的危害程度。

3. 冰川变化研究卫星测高可以帮助科学家研究地球的极地地区和高山地区的冰川变化情况。

通过卫星测高,可以监测冰川的运动速度和融化速度,从而了解气候变化对冰川的影响以及冰川对地球水资源的贡献。

4. 地下水资源管理卫星测高还可以应用于地下水资源管理。

地下水位的变动可以通过卫星测高来监测,从而帮助管理者科学合理地利用地下水资源。

通过卫星测高数据的分析,可以预测地下水位的变化趋势,及时采取相应的水资源管理措施。

结论:卫星测高作为一种高精度、高效率的测量手段,在地球科学研究和资源管理中扮演着重要角色。

通过卫星测高,我们能够更好地了解地球的形状和变化,为科学研究和资源管理提供可靠的数据支持。

卫星激光测高技术在测绘中的应用

卫星激光测高技术在测绘中的应用

卫星激光测高技术在测绘中的应用随着科技的进步,卫星激光测高技术在测绘领域的应用愈发广泛。

卫星激光测高技术利用卫星搭载的激光雷达设备,通过发射激光束并测量其返回时间来测量物体表面的高度。

这项技术具有高度精准、快速便捷的特点,对于测绘工作有着极大的帮助。

本文将探讨卫星激光测高技术在测绘中的应用。

一、地形地貌测绘地形地貌的测定是测绘工作中的关键环节,它直接影响着后续测绘数据的准确性。

卫星激光测高技术通过获取地面上不同点的高度信息,能够构建出地形地貌的立体模型。

激光束沿着不同方向进行扫描,将返回的数据进行处理后,可以得到大范围区域的地面高度图,如山脉、峡谷等区域的地形地貌。

这项技术使得地形地貌的测绘更加精确和高效。

二、城市规划与建筑设计在城市规划和建筑设计中,需要准确了解地面的高度、倾斜度等信息,以便进行合理的规划和设计。

卫星激光测高技术可以通过激光束测量地面的高度差异,进而掌握地面的起伏情况。

在城市规划中,可以将卫星激光测高技术与其他遥感技术相结合,综合获取城市的高程数据,用于绘制城市地形图、地下管线图等。

在建筑设计中,可以利用卫星激光测高技术获取地面的高度信息,在设计中合理地安排建筑物的高度和倾斜度。

三、矿产资源勘探矿产资源勘探是一项重要的工作,对于社会经济的发展具有重要意义。

传统的矿产资源勘探方法存在着工作周期长、准确度低等缺点。

而卫星激光测高技术则能够通过对地表进行激光扫描测量,快速获取地表的高度数据,相比传统方法,这项技术更加高效、准确。

通过对地表高度数据的分析,可以推测出地下的矿产资源分布情况,为勘探工作的展开提供重要依据。

四、环境保护与资源管理环境保护和资源管理是当今社会关注的热点议题,而卫星激光测高技术可以为这些工作提供重要支持。

卫星激光测高技术可以快速获取地表的高度信息,通过对地表高度的变化进行监测,可以及时发现地表的下沉、上升等问题。

此外,该技术还可以用于监测森林资源的状况,及时掌握森林的生长情况、砍伐情况等,为森林资源的管理提供科学依据。

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卫星测高技术及应用课程回顾●卫星测高技术发展及应用概述 (2)1卫星测高任务概况 (2)2、卫星测高任务中搭载辐射计的主要目的 (2)3、双频雷达高度计 (2)4、卫星测高任务中使用的主要 (2)5、一般卫星测高任务中需要搭载哪些基本仪器设备,各主要目的是什么? (2)6、传统的指向星下点的雷达高度计的主要不足?可能存在哪些技术改进? (3)7、GNSS测高的工作方式?优缺点? (3)8、Ka波段测高优缺点? (3)9、卫星测高技术应用概况 (3)10、基本概念 (3)●卫星雷达高度计观测基本原理 (3)1、卫星测高的基本原理 (3)2、卫星测高两种基本方式的特点 (3)3、当前测高任务主要使用哪些频段,各频段有何有点和不足? (4)4、高度计测风基本原理 (4)5、有哪些主要遥感方式进行海面风速观测 (4)6、卫星雷达高度计的观测信息包括哪些?精度如何? (4)●卫星高度计观测误差 (5)2、基本概念: (5)3、影响测高卫星轨道误差的主要因素? (5)●卫星测高波形理论与处理方法 (5)1、测高回波形成原理与过程 (5)2、布朗模型的基本假设 (5)3、测高波形模型公式的基本意义? (6)4、图形的几何物理意义 (6)●卫星测高数据处理 (6)1、卫星测高数据有哪些基本等级? (6)2、地球物理产品有哪些分类和特点? (6)3、测高数据编辑的目的? (6)4、为什么进行多测高数据处理时要进行基准统一? (6)5、共线法的基本思想是什么? (6)6、交叉点平差的主要目的? (7)7、交叉点计算的主要步骤? (7)●卫星测高反演海洋重力场理论 (7)1、斯托克斯公式:由已知的重力异常Δg计算大地水准面高N (7)2、逆斯托克斯公式:由已知的大地水准面N计算重力异常Δg (7)3、测高剖面计算垂线偏差 (7)4、Molodensky公式计算高程异常:垂线偏差计算大地水准面 (7)6、卫星测高数据计算海洋大地水准面的主要步骤? (7)●卫星测高技术的其它应用 (7)卫星测高技术发展及应用概述1卫星测高任务概况1)SKYLAB:最早搭载有高度计的卫星--高度计S193第一次得到因海底特征引起的海洋大地水准面观测值奠定了卫星测高学的技术基础2)GEOS3:地球动力学实验海洋卫星第一颗专门用于测高的海洋地形卫星3)SEASAT:海洋卫星持续时间99天SEASAT首次提供了全球范围的海洋环流、波浪和风速4)GEOSAT(大地测量卫星)、GFO(GEOSAT后续卫星)为美国海军测量海洋大地水准面GEOSAT :首次提供了具有重复性、高分辨率、长期性高质量的全球海面高数据集,标志卫星测高技术进入了成熟阶段5)ERS1/2(欧洲遥感卫星)、ENVISAT(环境卫星)ERS1采用PRARE:用来精确确定卫星位置(失败)6)T/P、JASON1/2T/P卫星观测精度是同期测高卫星中最高的两类卫星系列各自的主要特征?海洋综合环境监测卫星、海洋地形观测卫星2、卫星测高任务中搭载辐射计的主要目的ERS1/2、ENVISAT:MWS(23.8GHz和36.5GHz)T/P:TMR(18, 21 、37 GHz)JASON1:JMR(18.7GHz、23.8GHz和34.0GHz)JASON2:AMR(18, 21 和37GHz)作用:对流层水汽改正、风速反演、地表监测3、双频雷达高度计ERS1:单频,Ku波段,13.8GHzT/P:NRA(双频Ku:13.575,C:5.3),SSALT(单频13.65)JASON1:Poseidon2(双频Ku:13.575,C:5.3)ENVISAT:(双频:Ku:13.575,S:3.2)JASON2:Poseidon3(13.6GHz和5.3GHz)使用双频有何目的意义?双频电离层改正、估计降雨4、卫星测高任务中使用的主要定轨方式LRR、DORIS、PRARE、GPSDoppler Orbit and Radio Positioning Integrated by SatellitePrecise Range and Range-Rate Equipment5、一般卫星测高任务中需要搭载哪些基本仪器设备,各主要目的是什么?微波辐射计、雷达高度计、定位系统6、传统的指向星下点的雷达高度计的主要不足?可能存在哪些技术改进?不足:1)确定深海中尺度现象受到制约;2)覆盖有限;3)空间分辨率改进:1)改变测高频率(Ka波段测高)2)改变测高方式(干涉/雷达测高)3)利用其他信号(GPS)7、GNSS测高的工作方式?优缺点?工作方式:星载GNSS接收机接收GNSS星座卫星向下发射并经海面反射的信号,通过测量两个信号的时间延迟,就可以计算海面高度优点:成本低、数据获取量大、覆盖范围广缺点:精度低8、Ka波段测高优缺点?1)电离层衰减延迟:基本上可以忽略,因此不需要使用双频高度计。

2)脉冲重复频率高:ka波段对海面回波地解相关时间要短,有可能增加每秒的独立回波量3)带宽大:可以提供更高的垂直分辨率4)更好描述海面粗糙度5)穿透性较弱。

冰雪面上雷达信号渗透低6)Ka波段能更好的对冰、雨、近海地带、陆地物质(例如森林)和波高进行观测。

缺点:对流层中的水或水蒸气的衰减大,尤其在热带地区。

电磁波受对流层中的水汽延迟响较大干涉/雷达高度计工作方式?波束有限和脉冲有限方式,主要采用脉冲有限方式9、卫星测高技术应用概况大地测量学、地球物理学、海洋学、气候、水文学、冰川学10、基本概念1)海面高度2)平均海面、平均海面高3)海面地形(SST)、绝对动力地形(ADT)、平均动力地形(MDT)4)海面异常(SLA、SSHA)5)卫星指向角、卫星指向角误差6)波形重跟踪(未讲)7)有效波高8)海况偏差(电磁偏差、倾斜偏差)9)逆气压改正10)入射角卫星雷达高度计观测基本原理1、卫星测高的基本原理见《空间大地测量学》P1882、卫星测高两种基本方式的特点脉冲宽度有限方式、波束宽度有限方式。

与重力异常所要求的10公里的水平分辨率是密切相关对于海面高度测量值而言,要求天线波束相对较宽,以至于足迹大到足以过滤海面波浪的作用,从而获取平均海面测量值。

同时,足迹也应该足够小,小到可以得到有实际意义的海面测量值3、当前测高任务主要使用哪些频段,各频段有何有点和不足?ERS1:单频,Ku波段,13.8GHzT/P:NRA(双频Ku:13.575,C:5.3),SSALT(单频13.65)JASON1:Poseidon2(双频Ku:13.575,C:5.3)ENVISAT:(双频:Ku:13.575,S:3.2)JASON2:Poseidon3(13.6GHz和5.3GHz)1)受到国际有关机构的管理和协调,使用频段有限。

卫星的任务目的不同,使用频率不同2)与天线、发射功率有关(技术上的原因)。

即航空器天线尺寸设计的限制决定了对卫星测高有用的频率非常有限。

3)在海面,电磁辐射中的灰体辐射非常微弱,而在这些频率段内,海水的反射率却非常高,因此,很容易区别雷达的反射和海水的自然辐射。

4)当频率大于18GHz时,大气衰减急剧增加,使得到达海面并反射回到高度计的传播信号功率减小;5)当频率小于2GHz时,受到地面通信、导航及雷达等民用、军用电磁辐射的干扰各频段的优点和不足Ku波段(13.6GHz):Ku波段是目前卫星测高使用最多的频段,T/P, JASON-1,ENVISAT, ERS 等卫星高度计均使用了Ku波段。

首先,该波段在技术上可行,这与发射功率有关,其次,由于国际上对各波段的使用有相关规定和管理,此外,该波段对大气(包括电离层)扰动敏感。

C波段(5.3 GHz):通常认为C波段对电离层扰动的灵敏度高于Ku波段,但对大气液态水的灵敏性弱。

使用C波段的主要作用是与Ku波段观测值联合使用,用来改正电离层的延迟。

S波段(3.2 GHz):与C波段类似,S波段也经常与Ku波段联合使用。

4、高度计测风基本原理当入射角很小时,海面对微波信号的反射主要属于镜面反射,如果海面光滑,那么返回到高度计的信号就越多,也就意味着规格化雷达目标有效截面也就越大;如果海面粗糙,微波信号就会向各个方向反射,许多信号都不可能返回到雷达高度计,从而NRCS也就相对较小。

因此,高度计的NRCS可以由海面粗糙度来确定,海面越粗糙,那么NRCS越小。

所以,可以认为NRCS是海面高和倾斜的函数,这个函数的主要参数就是海面均方斜率(mean square slope:MSS),而MSS主要由短尺度风浪确定。

一般情况下,风浪主要由海面风生,因此,尽管不是直接的,NRCS还是通过风浪与海面风速存在联系。

5、有哪些主要遥感方式进行海面风速观测微波高度计、微波散射计、微波辐射计、合成孔径雷达(SAR)6、卫星雷达高度计的观测信息包括哪些?精度如何?卫星高度计观测误差1、高度计观测误差概况星载仪器误差:跟踪器偏差、波形采样增益校正偏差、天线增益模式AGC衰减多普勒频移、距离加速度、震荡频率漂移、天线指向误差大气折射改正:对流层改正、电离层改正海况偏差:电磁偏差、倾斜偏差外部地球物理改正:大地水准面高、海洋潮汐高、大气压负载●卫星高度计观测误差2、基本概念:指向角或指向角误差、入射角、海况偏差(电磁偏差、倾斜偏差)、逆气压改正3、影响测高卫星轨道误差的主要因素?地球重力场、大气、光压以及跟踪站坐标误差,且其主要影响都具有长波性质,其中影响最大的是重力场模型误差●卫星测高波形理论与处理方法1、测高回波形成原理与过程0<t<t0时:雷达高度计按球形脉冲向海面传播t=t0时:在这一瞬间,当入射脉冲接触海面时,它照明海面呈现出一个亮点,同时,反射信号开始反射回卫星t0<t<t1时:亮点变成圆盘的中心,其面积也增加t=t1时:脉冲后缘到达海面,照明圆盘即变成为一个圆环,圆环半径继续增大,同时圆环保持面积大小不变,这种状况一直持续到圆环的外沿增加到雷达波束的边缘卫星接收机接收到的返回功率正比于照明的海面面积。

回波功率在从t0到t1期间增加很快,一直持续到脉冲后缘到达海面的时刻t1,这之后,功率保持为常数。

事实上,在t1时刻,由于高度计天线模式的作用,非星下点散射的减弱,功率就开始衰减。

2、布朗模型的基本假设1:散射面是由足够多的随机独立的散射单元组成2:在整个平均回波构成的过程中,整个雷达照明面积内的面高度统计可以假设成是恒定的3:散射是一个纯量(无向量)过程,没有极化影响,并且与频率无关4:散射过程随入射角(相对于垂直于海面)的变化取决于每单位散射面的后向散射界面和天线模式5:由于雷达与照明面积内任何散射元之间的径向速度引起的总的多普勒频率展开小于传播脉冲包络的频率展开3、测高波形模型公式的基本意义?)()()()(t S t q t P t W r s FS **=P 表示平坦表面点目标相应;q 表示海面反射点高度的概率密度函数;S 为雷达系统点目标相应。

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