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本文内容来源于《测绘学报》2020年第7期
7 y6 A5 p( X- a8 |6 n% D" L 海洋测高卫星高度计定标理论与方法研究 $ C2 y6 p- v3 Y" x+ v
管斌1,2
7 Y. K; J# q$ G 1. 信息工程大学地理空间信息学院, 河南 郑州 450052;2. 西安测绘研究所, 陕西 西安 710054  
5 t: F) [$ B; W; ]' w 引文格式：管斌. 海洋测高卫星高度计定标理论与方法研究. 测绘学报，2020，49(7)：934-934. DOI: 10.11947/j.AGCS.2020.20190320.
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基金项目：国家自然科学基金(41674082;41304022) 9 H% J _" E& B( E/ ~& K
阅读全文：http://xb.sinomaps.com/article/2020/1001-1595/2020-7-934.htm
4 x3 o9 ?( C1 P9 K( l! \9 M: [+ B 全文概述
' J# R! V- g0 }' ] 本文针对海洋测高卫星高度计的自主定标需求，兼顾新型双星串飞编队测高模式下高度计相对定标的研究需要，对卫星高度计定标理论与方法进行了研究。主要内容概括如下：
6 @/ s9 F7 o; w% ]6 k. l (1) 梳理了卫星高度计绝对定标的意义与研究现状，给出了常用绝对定标方法的实现原理，分析了各种方法的优缺点。
3 @0 f' b) c) y% o3 E (2) 系统研究了海水温度、盐度对GPS浮标测量海面高的影响。推导了浮标吃水深度随水体密度变化的公式，得到了海面高测量值随温度、盐度变化的影响机制，明确了淡水条件下浮标天线参考点高的标定结果用于海面高测量结果改正的有效性，评估了近岸测量温度、盐度对浮标布设区域浮标测量结果改正量计算的影响，得到了近岸海域海水温度、盐度的变化特性及其对浮标测量海面高的影响。 4 M* T; B& n* \. o% Q, X
(3) 深入研究了骑浪式GPS浮标海面高测量值受海浪的影响。通过单向正弦波仿真了海面波浪以及GPS浮标随海浪运动的变化，推导了海浪影响下浮标测量海面高误差的一般计算式，计算了不同海况下海面高测量误差，得到了该误差随多种因素的变化机理以及3—4级以下海况由海浪引起的海面高测量偏差对卫星高度计定标的影响。 - k( t" [3 g* t# [9 M$ w
(4) 详细研究了GPS浮标测量海面高的低通FIR滤波处理方法。提出了FIR滤波器窗函数设计中截止频率的确定原则，给出了滤波器阶数的确定方法，分析比较了不同窗函数滤波器的效果，得到了适用于GPS浮标测量海面高处理的滤波器参数最优设定值。
: l# e! S( o7 h0 G, l (5) 建立了基于多种定标设备的综合定标理论与方法。提出了定标站的位置确定原则，总结了综合定标中设备配置方案；针对定标过程中不同海面高观测值在空间上的差异，提出了通过全球海面高模型计算平均海面高差进而将其在空间上进行统一的方法。 & ~# v5 m% {& q: g5 L
(6) 首次研究了远海孤岛验潮站和深海压力仪观测数据用于高度计定标的可行性，使用多种定标设备观测数据进行了卫星高度计定标分析。讨论了定标计算中的变量拟合插值策略；选用不同测站观测数据计算了Jason-3卫星高度计测量海面高的相对偏差；独立于国外各定标站的定标结果，得出了Jason-2、Jason-3卫星高度计测量海面高之间的相对偏差。
" w+ {9 J$ j3 K8 w8 j" Y. d) i } (7) 研究了卫星高度计定标试验实施过程中将IGDR数据用于定标结果先期计算的可行性。设计了评估该可行性的计算流程，通过全球4个高度计定标站所处海域的多周期卫星实测数据进行了计算评估，结果表明IGDR数据可用于定标结果的先期计算。
5 \$ Y, ?, L5 F3 h7 j* G" Y+ N: q (8) 提出了双星串飞编队测高模式下高度计测量海面高之间的相对定标方法。通过潜用惯导解算和重力匹配辅助惯性导航对高精度高分辨率海洋重力场模型需求的分析；分析了编队测高模式下相对定标的意义，推导了计算相对偏差的完整公式；通过Jason-2实测数据，对相对定标计算式中各误差项进行了频域及时域特性分析；得到了相对偏差的简化计算公式并进行了相对定标的误差预估。 2 A7 s% i) i6 Z: ]; X
(9) 针对编队测高模式相对定标计算中电离层延迟差值项的量级评估问题进行了系统研究。提出了1 s采样率GPS三频载波相位观测数据的电离层垂直总电子含量变化率(RVTEC)三频计算法；提出了利用北斗卫星导航系统GEO卫星的观测数据计算VTEC小尺度时变率的方法；利用RVTEC三频计算法及ROT计算法进一步评估了编队模式中两颗卫星星下点“时间上相隔4 s，空间上相距2 km”特定间隔对应的电离层延迟变化量级。 + a) g" v+ d8 J$ _% j9 X
作者简介
+ S7 V0 C! M6 e5 J) \+ N8 Q 作者简介：管斌(1988-), 男, 2017年12月毕业于信息工程大学, 获工学博士学位(指导教师:孙中苗研究员), 研究方向为物理大地测量。E-mail:pershingb@gmail.com  
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