蔣興偉，林明森，宋慶君

(國家衛(wèi)星海洋應用中心 北京 100086)

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中國海洋衛(wèi)星雷達高度計海上定標場建設初探

蔣興偉，林明森，宋慶君

(國家衛(wèi)星海洋應用中心 北京 100086)

文章通過對衛(wèi)星雷達高度計定標方法和定標內(nèi)容的描述，跟蹤調(diào)研國際上業(yè)務化的高度計定標場的配置和定標結果，提出我國海洋衛(wèi)星高度計定標場建設基本思路，同時對定標場周邊海區(qū)影響高度計定標的地球物理參數(shù)和水文氣象參數(shù)進行初步分析，確定我國海上定標場的基本配置方案，將為我國海洋衛(wèi)星雷達高度計海上定標場建設提供基本依據(jù)和參考。

雷達高度計；定標；海上定標場

星載雷達高度計自出現(xiàn)以來，發(fā)展迅速且受到越來越多的關注，而眾多環(huán)境動力衛(wèi)星的成功運行，更是獲得了寶貴的全球分布的觀測數(shù)據(jù)。1992 年運行的T/P衛(wèi)星則達到前所未有的2.5 cm 測距精度[1]，Jason-2衛(wèi)星不僅在海洋動力地形研究方面發(fā)揮不可替代的作用， 同時也在其他研究領域產(chǎn)生重要的影響。除傳統(tǒng)高度計之外，寬幅成像高度計更具有優(yōu)勢，如計劃中的地表水和海洋地形任務[2-3]，其能提供2-D海面地形信息，通過其可獲得120 km寬度的刈幅，由此可以得到更多物理海洋結構的細節(jié)特征(中小尺度～100 km)。

高度計的發(fā)展已有40余年，眾多高度計的發(fā)展極大地促進海洋科學、地球物理、大地測量等諸多領域的發(fā)展[4-5]，而今后幾年高度計將迎來更迅猛的發(fā)展。我國的HY-2A衛(wèi)星自發(fā)射至今已過4年，目前HY-2B衛(wèi)星和HY-2C衛(wèi)星也已立項，同時我國的驗證性的寬幅成像高度計任務也將于近年發(fā)射，可以預測高度計的應用也將呈井噴之勢。對于海平面上升，雷達高度計具有不可替代的作用，在1993—2010年的18年間，通過高度計估算的海平面提升為每年3.3 mm±0.5 mm[6]，這就要求高度計年內(nèi)的精度驗證達到2～3 mm[7]，只有依托業(yè)務化運行的定標場才能實現(xiàn)這樣的精度驗證。

我國首顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星——海洋二號(HY-2)于2011年8月16日成功發(fā)射。其能夠全天候、全天時進行全球探測，獲取包括海面風場、浪高、海流、海溫等多種海洋動力環(huán)境參數(shù)，直接為災害性海況預警預報提供實測數(shù)據(jù)，并為海洋防災減災、海洋權益維護、海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境保護、海洋科學研究以及國防建設等提供支撐服務[8]。目前在軌運行的海洋動力環(huán)境衛(wèi)星僅剩下HY-2、Jason-2 和 SARAL，對HY-2進行精確定標就可以同其他兩顆衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)進行更有效的全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)融合，豐富雷達高度計全球觀測數(shù)據(jù)，同時能有效彌補國際上同類微波遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的不足(HY-2上搭載微波散射計，這也作為其獨有的特色，獲取更大范圍的海面風場數(shù)據(jù))，在全球對地觀測體系中發(fā)揮不可替代的重要作用，可為研究全球氣候變化提供重要科學依據(jù)。

我國HY-2A目前在軌運行良好，且根據(jù)眾多數(shù)據(jù)分析和對比表明HY-2A衛(wèi)星高度計測高精度可靠，并已達到國際先進行列，但目前尚未給出可靠的定標參數(shù)，關于HY-2A測距偏差和時鐘漂移目前都是參考Jason-2提供的，因此建設我國的高度計定標場迫在眉睫。同比國外，無論是T/P以及后續(xù)的Jason系列，還是現(xiàn)在的Ka單頻高度計SARAL，其較高的產(chǎn)品精度均來自大量的地面定標場觀測，這些定標場雖分屬不同組織，但基本都同時給類似的高度計衛(wèi)星做絕對定標和真實性檢驗。

1 衛(wèi)星雷達高度計定標內(nèi)容

1.1 雷達高度計定標流程

作為一復雜系統(tǒng)，雷達高度計觀測較多的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括海面高度(Sea Surface Height ，SSH)、海面風速(由后向散射系數(shù)反演)、海洋有效波高等，這些數(shù)據(jù)均需要產(chǎn)品檢驗和算法定標。其中海面高度定標從理論而言其實質(zhì)就是對高度計測距偏差的修正，之所以用海面高度進行標定，主要原因是此項偏差直接反映在海面高度中，同時現(xiàn)場的海面高度觀測更容易實現(xiàn)；除海面高度這種間接觀測方式以外，利用脈沖轉發(fā)器可以直接對高度計的測距進行標定。對于風速的標定可以從兩個方面來實現(xiàn)：首先是將高度計反演的風速和浮標等一些現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)進行比對和統(tǒng)計；其次在算法確定情況下對高度計的后向散射系數(shù)進行標定，有效波高需要利用現(xiàn)場浮標觀測數(shù)據(jù)進行標定；同海面高度的定標相比，后向散射系數(shù)的定標對定標場的依賴性相對較低，而有效波高的定標更依賴于雷達高度計的回波波形。通用的雷達高度計定標流程如圖1所示。從圖1中可以看出海面高度定標在大氣和海況的修正需要嚴格考慮，而其他高度計產(chǎn)品則沒有必要考慮更多的大氣影響。

圖1 衛(wèi)星雷達高度計定標流程

1.2 雷達高度計絕對定標方法

高度計系統(tǒng)中最為關鍵的觀測量是海面高度，但為反演更精確的海面高度，衛(wèi)星上還需要協(xié)同搭載一些觀測輔助數(shù)據(jù)的儀器，這些輔助數(shù)據(jù)可用來對高度計測距的誤差項進行修正。傳統(tǒng)意義的高度計點目標定標幾何示意如圖2所示。通常定標點都具有現(xiàn)場海面高程(或者大地高程)的直接或間接測量裝置或設備，而理想情況下這個定標點應該在高度計軌道軌跡下方。由于電磁波在大氣層中傳播受到各大氣組分影響(包括對流層的干、濕大氣，電離層的電子密度)，并且在海平面也會產(chǎn)生一定的調(diào)制作用(海況造成的測距延遲以及回波追蹤的偏差)，因此高度計測量的海面高需要經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)校正?，F(xiàn)場測量的海面高(SSHsitu)與高度計測量的海面高(SSHalt)的偏差就是高度計海面高絕對定標偏差量，即：

SSHbias=SSHalt-SSHsitu

根據(jù)圖2中的描述，高度計測量海面高應為：

式中：h代表精密定軌的軌道高度；R代表雷達高度計測距；下標dry、wet、ion、ssb分別代表干對流層、濕對流層、電離層、海況偏差對高度計測距的影響來源，不同于產(chǎn)品生產(chǎn)，高度計海面高度定標時這些修正量的影響因子需要定標場現(xiàn)場觀測給出。

圖2 高度計定標的幾何示意

海面高度定標通用現(xiàn)場外定標方式有以下4種，包括：①利用離岸星下點布放GNSS浮標同步觀測海面高度來進行比對和統(tǒng)計(直接法)；②通過壓力驗潮儀來進行比對和分析(直接法+間接法)；③利用岸基驗潮儀把觀測的水位外推至高度計星下點來確定偏差(間接法)；④通過在星下點布放脈沖轉發(fā)器，脈沖轉發(fā)器可以直接量測高度計的測距最終確定偏差(直接法將定標地點改到陸地上)。

高度計后向散射系數(shù)是高度計風速反演的基礎物理量，其數(shù)值的絕對定標直接影響風速反演的精度。對后向散射系數(shù)進行定標就是確定歸一化雷達散射截面積σ0的測量絕對值，常用定標方法有3種：①通過有源定標器(transponder)進行絕對定標，該方法利用地面轉發(fā)設備同步觀測，由于測量的諸多環(huán)節(jié)質(zhì)量把控較高，故定標精度較高，因此應作為高度計σ0絕對定標的首選方法[9-10]；②在現(xiàn)場海面觀測時，可選擇標定過的散射計或者同類型高度計對同一海面目標進行測量，散射計觀測值可校準定標高度計測量值[11-12]；③在高度計噪聲接收模式下，聯(lián)合星上輻射計，通過線性回歸來擬合其接收功率的模型，并計算后向散射系數(shù)[13]。

2 國外高度計定標場進展

自1992年美國的T/P高度計發(fā)射以后，全球就有3個業(yè)務化的高度計現(xiàn)場定標場，分別是美國Harvest石油平臺、法國科西嘉島(Corsica)、澳大利亞巴士海峽(Bass Strait)；衛(wèi)星高度計定標服務延續(xù)到后來的Jason系列衛(wèi)星[14]，隨著Jason系列衛(wèi)星的推進，又新成立一個業(yè)務化定標場，即希臘加夫多斯(Gavdos)定標場。其中：Harvest石油平臺利用直接現(xiàn)場測量方法對T/P、Jason-1/2系列進行定標，儀器配置包括驗潮站和輻射計，此定標場的優(yōu)勢是驗潮站位于星下軌跡；科西嘉島和巴士海峽定標場分別用間接和直接方法進行高度計定標；加夫多斯島定標場是新建的專用定標場，由歐盟、NASA-GSFC和瑞士政府聯(lián)合進行資助，用間接和直接方法進行高度計定標，同時該定標場也配備有高度計有源定標器[15]，此定標場優(yōu)勢是升降軌交點、配有有源定標器。

2.1 美國Harvest平臺定標場

Harvest石油平臺自1992年起啟用，由于其長期穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)觀測，對T/P、Jason-1/2的絕對定標發(fā)揮重要作用。由PXP(Plains Explorationand Production)公司擁有的石油平臺位于美國加利福尼亞州西海岸離岸約10 km、水深200 m處，石油平臺錨系在海床底部重約30 000 t。石油平臺是典型的開海環(huán)境，平均有效波高為2～3 m，平均風速6 m/s。平臺上安裝的主要儀器為3 個驗潮儀、水汽輻射計、水深傳感器和氣象觀測儀器等，由NOAA負責運行管理，完備的儀器設備和長期的良好維護使得石油平臺提供獨特重要的觀測數(shù)據(jù)[16]。Harvest平臺最引人注目的成果是，利用長期在平臺上進行的大地測量、海洋環(huán)境參數(shù)進行序列分析，給出各星載高度計測量海面高度的絕對偏差。連續(xù)17年的校準記錄表明，T/P的海面高度偏差在15 mm左右，Jason-1偏差為94 mm±15 mm，而Jason-2偏差為178 mm±16 mm[17-18]。

2.2 法國科西嘉島定標場

科西嘉島定標場位于法國科西嘉島南部，最初為T/P和Jason-1提供監(jiān)測，場區(qū)后來進行擴建(從最初的Senetosa站點又增加Ajaccio和Capraia站點)，并實現(xiàn)對ENVISAT進行監(jiān)測。由于站點距離較近，可以很好地利用同一GPS浮標對不同任務進行標定，基于這些站點和設備的擴展又研究發(fā)展了區(qū)域定標方法[19]。為更高精度地觀測水位，Bonnefond等對沿軌的大地水準面進行獨立的測量，由此可實現(xiàn)基于間接方法的高度計定標[20-21]。自2000年起，利用布放的GPS浮標實現(xiàn)直接觀測的高度計定標，基于以上儀器以及觀測數(shù)據(jù)Bonnefond等也展示了直接方法和間接方法結合的定標方案。其結果表明Jason-1的SSH偏差為120 mm±9 mm，Jason-2偏差為190 mm±8 mm[21]。

2.3 澳大利亞巴士海峽定標場

巴士海峽定標場地理位置特殊，是唯一坐落在南半球的高度計定標場，位于澳大利亞大陸的東南角，水深范圍為60～80 m(場區(qū)約51 m)，為T/P和Jason-1/2提供長期穩(wěn)定的定標。和前述兩個專用定標場不同，巴士海峽定標場位于高度計下降軌道，Watson提出一種新的間接和直接途徑結合的定標方法進行高度計定標[22]。其最初的研究為1992年T/P在軌測試階段，采用岸基驗潮儀間接觀測的方法來對高度計海面高度進行定標[23]，但其缺陷為缺乏高度計星下點的水位觀測數(shù)據(jù)；后來為配合Jason-1任務，巴士海峽定標場進行設備更新和定標方法的改進，論證巴士海峽定標場的重要意義，也為其他定標場提供借鑒。巴士海峽的定標結果表明，T/P的SSH偏差為-6 mm±18 mm， Jason-1偏差為93 mm±15 mm， Jason-2偏差為172 mm±18 mm[24]。

2.4 希臘加夫多斯定標場

希臘的加夫多斯海上定標場位于希臘克里特島以南50 km處，由希臘克里特理工大學建立和維護。加夫多斯定標場是目前唯一的位于Jason衛(wèi)星高度計交叉點，且毗鄰Envisat衛(wèi)星高度計和SARAL/Altika衛(wèi)星高度計星下點的定標檢驗場，該定標場布放國際首顆長期運行的高度計有源定標器[25]。加夫多斯定標場是一個絕對海平面監(jiān)測和高度計定標的永久設施，定標場的測量儀器包括驗潮儀、GPS基站、DORIS、激光測距儀(SLR)、水汽輻射計、太陽大氣光譜儀、GPS浮標、有源定標器、波浪儀、太陽能風能發(fā)電設施和控制通信設施等。其觀測結果表明，Jason-1的海面高度測量偏差為103.6 mm±4.7 mm，Jason-2偏差為181.9 mm±6.7 mm[15]；有源定標器技術的應用給該定標場提供另一個可靠的高度計定標方案，該定標場通過有源定標器給出Jason-2的海面高度絕對偏差為258 mm±3 mm[26]。

3 我國萬山定標場

我國HY-2衛(wèi)星發(fā)射已有4年多，因缺少基于現(xiàn)場的衛(wèi)星高度計絕對定標結果，未能加入多顆高度計衛(wèi)星融合海面高度產(chǎn)品；海面高度融合產(chǎn)品對海洋學應用意義更加重大，因此定標場建設迫在眉睫。定標場建設是一個系統(tǒng)性的工程，要考慮諸多的因素，在綜合考慮高度計的掃描足印、升降軌道特性、離岸遠近、海洋動力特征、水下地形、航運區(qū)域、補給通信以及其他配套設施等眾多因素條件下，進行高度計定標場的選劃研究，最終遴選出最優(yōu)的選址方案——萬山群島定標場。

萬山群島中的直灣島正好是HY-2A高度計地面軌跡升軌經(jīng)過的地方，選擇的主場區(qū)位于群島南側約20 km處；該海域處于珠江口門最外側，平均水深不到40 m，年平均有效波高不超過2 m，年平均風速約6 m/s，場區(qū)適合直接或間接測量法高度計海面高度定標以及高度計其他產(chǎn)品檢驗。根據(jù)需求，該場區(qū)將建設永久性驗潮儀、GPS基站、水汽輻射計、GPS浮標、波浪儀以及有源定標器等定標設備，將有效滿足我國海洋衛(wèi)星高度計定標需求。

3.1 場區(qū)大地水準面分析

定標場區(qū)地球物理參數(shù)是在現(xiàn)場海面高度絕對定標中的主要影響因素。大地水準面是地球物理參數(shù)中影響最大的參數(shù)，其依賴的重力模型經(jīng)歷GEM-10B、GEM系列、JGM系列、EGM96，目前最新的大地水準面模型為由美國國家地球空間情報局發(fā)布的EGM2008。其中EGM96和EGM2008是目前最為常用的兩個模型，T/P、Jason-1/2以及Saral都用EGM96模型，而HY-2A使用目前精度和分辨率最高的EGM2008模型。依據(jù)已有的EGM2008模型對萬山場區(qū)的大地水準面進行分析，提取沿軌道的大地水準面的分布，可知沿軌跡大地水準面的變化情況。

從近岸到離岸較遠海區(qū)，大地水準面變化較大，基本呈現(xiàn)的是從擔桿島到外海大地水準面逐漸增大。結果顯示，從擔桿島向外20 km余，大地水準面變化也達到約40 cm，即沿軌跡方向每千米大地水準面變化2 cm，而高度計觀測的精度要求是幾個厘米，這也對定標場區(qū)的大地水準面精度提出更高的要求，該場區(qū)的大地水準面測量正在進一步細化。

3.2 場區(qū)水文氣象條件分析

水文氣象要素主要包括潮汐、海流、波浪和風場的影響，這些因素共同特點是具有顯著的時空變化特征，都會影響海面高度的現(xiàn)場觀測，進而影響現(xiàn)場定標的結果，這些外在的環(huán)境因素都是高度計現(xiàn)場定標必須考慮的因素。

為定量化分析潮汐對高度計定標的影響，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，分別選取3個數(shù)據(jù)點：距離擔桿島5 km的高度計星下點、距離擔桿島10 km的高度計星下點和距離擔桿島20 km的高度計星下點，以2 d的潮位變化數(shù)據(jù)進行對比和統(tǒng)計(圖3)。顯然，在距離擔桿島20 km處的高度計星下點和擔桿島之間在高高潮時刻的潮位差最大超過5 cm，即使在更普遍情況下也在1 cm以上(平均為1.61 cm，其中60%以上的時間大于1 cm)；在距離擔桿島10 km處的星下點同時刻潮位差最大為2 cm(平均為6.9 mm)；而距離擔桿島5 km處和沿島同時刻的水位差最大值也小于1 cm(平均為3.1 mm)。根據(jù)以上模擬結果的統(tǒng)計，以及之前對高度計有效采樣點的統(tǒng)計，有效高度計采樣點距離擔桿島20 km；如果采用岸基驗潮儀對高度計觀測，則會由于不同地方同時刻潮差帶來最多5 cm的誤差，而在近岸5 km范圍內(nèi)高度計和驗潮儀觀測的一致性很好，此時用岸基驗潮儀就可對高度計進行標定。

圖3 距離擔桿島20 km、10 km和5 km點處的同時刻潮差

海水的流動會對高度計現(xiàn)場定標產(chǎn)生影響，根據(jù)對200余天沿岸流的數(shù)據(jù)觀測，典型的沿岸流流速約為5 cm/s，極值能到10 cm/s以上，按照20 km的距離來計算，極端情況下由于海流引起的水位差約為1.5 cm，而10 km和5 km遠的距離帶來的誤差小于1 cm，在更普遍情況下小于5 mm，因此對于距離較遠的數(shù)據(jù)對比點來說，海流的觀測將會非常重要。

水文氣象要素中除潮汐和沿岸流引起沿岸不同海域海面高度有差異之外，風增水也是一個重要考慮因素。風增水就是在風應力作用下海面高度升高的一種現(xiàn)象。根據(jù)擔桿島定標場特性統(tǒng)計風應力對定標結果的影響，其中從海島向外海水深逐漸增加，距離擔桿島20 km處水深約為40 m，近岸5 km處水深約為20 m，認為水深隨距離線性增加，則不同風應力下海面高度測量之差在風應力最大月份1月、在20 km遠處可達1 cm，而在其他月份都遠小于1 cm，完全可以忽略不計。

在開闊海域對高度計進行定標，海浪是必須考慮的因素，波浪對高度計海面高度現(xiàn)場定標的影響體現(xiàn)在兩方面：①在利用GNSS浮標進行星地數(shù)據(jù)匹配對比時，海浪的大小會影響現(xiàn)場觀測，較高海況會降低GNSS解算精度，同時海況高度在一定范圍時GNSS浮標將不適宜工作。②海面存在波浪時，高度計的觀測也會帶來誤差即海況偏差，目前業(yè)務化高度計數(shù)據(jù)所使用的海況偏差主要是水深較深的開闊海域數(shù)據(jù)擬合結果，在近岸地區(qū)勢必會對高度計海面高度的反演帶來誤差。根據(jù)統(tǒng)計結果，擔桿島10年的有效波高分布，距離擔桿島20 km星下點處有33.63%的時間是有海況高于3級，說明該海域適合做高度計定標的有效時間比較多。

4 萬山定標場基本建設思路

根據(jù)上述對萬山高度計定標場的分析以及觀測需求，同時考慮到長期的高度計海面高度定標的效率，即最大可能獲取更多的有效觀測數(shù)據(jù)，在較短的時間之內(nèi)更有效精確地確定時鐘漂移和雷達高度計測距偏差，同時采用直接法與間接法高度計定標方案建設萬山海上定標場。

對4種不同高度計現(xiàn)場定標方案進行對比，可看出：①實施基礎為GNSS浮標。優(yōu)點是定標實施過程簡單，觀測點在星下位置，受地球物理參數(shù)影響較弱；缺點是必須有人值守，受制于海況，獲取海面高度的方式單一，總體而言獲得有效樣本數(shù)較少。②實施基礎為離岸壓力驗潮儀。優(yōu)點是多種途徑實現(xiàn)海面高度的觀測，可實現(xiàn)無人值守的自動觀測運行；缺點是儀器配置復雜，海上自動浮標等設備需要定期進行維護和定標。③實施基礎為岸基驗潮站。優(yōu)點是儀器配置、運行、維護均非常簡單，不受制于海況。缺點是受約束于區(qū)域潮汐、大地水準面模型、水下地形數(shù)據(jù)以及近海水文氣象參數(shù)差異。④實施基礎為有源定標器。優(yōu)點是儀器配置簡單，有效標定測距偏差和時鐘漂移，無需考慮海況偏差；缺點是對軌道預報精度要求高，由于軌道預報而導致有效樣本數(shù)量較少。

4種方案中優(yōu)點最為明顯的是離岸壓力驗潮儀(典型應用：澳大利亞巴士海峽定標場)，其顯著的特點是更多有效的觀測數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)無人值守，更有利于長期業(yè)務化的高度計海面高度標定；同時單次定標觀測中能獲取較多的觀測樣本，即通過GNSS浮標、通過星下點壓力驗潮設備和通過岸基的驗潮井，并且通過后期技術的進一步提升，利用岸基的驗潮儀可提供分布式定標(典型應用：法國科西嘉島定標場和希臘加夫多斯定標場)。

基于GNSS浮標和岸基驗潮站的方案儀器配置都比較簡單，但是較少的觀測儀器不利于長期業(yè)務化定標任務的實現(xiàn)，場區(qū)多復雜的大氣以及海洋動力環(huán)境的影響會帶來一定的誤差。基于有源定標器的定標方案對于軌道預報精度要求較高，直接的影響是有效的觀測數(shù)據(jù)獲取概率較低，現(xiàn)階段快速提高軌道預報精度存在較大困難。

觀測設備的配置主要是兩個方面：一是數(shù)量配置，即不同或者相同的觀測儀器數(shù)量上的多寡，在很多情況下僅用一臺設備無法滿足精確觀測的需求，尤為典型的是水位觀測設備和GNSS基站；二是各個觀測設備的地理位置以及安放，高度計定標場現(xiàn)場觀測的目標是更精確更有效地進行高度計海面高度的標定，儀器的位置很大程度上影響定標的精確性和有效性，以GNSS基站以及驗潮設備、浮標等影響最為顯著。

由于不同觀測的需求，不同的觀測設備需要進行合理的布放和組合，通過地理位置的合理布局來減少相應的誤差。其中最為典型的為GNSS基站的位置，在萬山定標場布設4個基站、1個浮動的GNSS接收機，其布局如圖4所示。這樣的布局充分考慮到已有的海島分布，高度計觀測點自20 km處向擔桿島靠近再到遠離擔桿島，基本能保證最短基線長度維持在10 km之內(nèi)。高度計海面高度是通過GNSS動態(tài)差分解計算的，通過多條基線(沿軌跡有多個GNSS基站)差分解的平差，可提高GNSS浮標海面高度測量的精度。

圖4 GNSS基站地理位置

除擔桿列島之外其他觀測儀器比較集中的地方為離岸約20 km遠的高度計星下點，此位置配置了眾多的海面以及海底等觀測設備(圖5)：①氣象浮標，主要作用為常規(guī)氣象參數(shù)測量，提供表面觀測設備固定平臺，其上還配置一個GNSS接收機，以期能觀測星下點位置垂向積分水汽和電離層電子含量。②GNSS浮標，主要作用為直接測量海面高和監(jiān)視壓力驗潮儀狀態(tài)，浮標通過輕質(zhì)纜繩與氣象浮標相連。③壓力驗潮儀，主要作用為星下點長期無人值守的海面高度測量，通過GNSS浮標來實現(xiàn)壓力驗潮儀的基準面確定，同時壓力驗潮儀需要與GNSS浮標進行定期協(xié)同觀測來精確和定量確定壓力驗潮儀底座隨海床基發(fā)生的沉降。④錨系的輔助參數(shù)觀測設備，主要包括溫度、鹽度和海流以及波浪，萬山高度計定標場處于珠江口河口地區(qū)，是淡水和海水交匯的地區(qū)，海水的鹽度和溫度造成的海水密度變化影響水下驗潮儀的壓力和表面浮標的浮力，最終影響海面高度的測量精度，而海流會帶來海面壓力梯度。

圖5 萬山高度計定標場離岸星下點觀測設備配置

5 結論

本文分析雷達高度計的絕對定標內(nèi)容和方法，調(diào)研比較國際上業(yè)務化運行的高度計定標場，分析萬山定標場周邊海區(qū)對高度計定標影響較大的地球物理參數(shù)和水文氣象參數(shù)，確定萬山定標場可以滿足現(xiàn)階段我國海洋衛(wèi)星高度計的定標需求，并借鑒國外定標場的成功經(jīng)驗，提出萬山海洋衛(wèi)星高度計定標場建設的基本思路，計劃將萬山定標場建設成一個直接法和間接法結合定標的綜合站點，同時開展高度計有源定標器同期對比試驗。

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On the Construction of China’s Ocean Satellite Radar Altimetry Calibration Site

JIANG Xingwei，LIN Mingsen，SONG Qingjun

(National satellite ocean application service，Beijing 100086，China)

Calibration site services a vital function to satellite altimeter.Based on the study on method and content of calibration for satellite radar altimeter，and investigation on the configuration and results from operational absolute calibration sites，the fundamental framework for national satellite altimeter calibration site was proposed.The specified configuration for domestic satellite altimeter calibration site was came up with based on the analysis and discussion of geophysical environment impacts.Consequently，this study would offer technical and theoretic supports and basic reference to construct calibration site for satellite altimeter.

Radar altimeter，Calibration，Marine calibration site

2016-01-28；

2016-05-10

HY-2A地面應用系統(tǒng)；國家國際科技合作專項課題(2014DFA21710).

蔣興偉，研究員，博士，研究方向為海洋遙感應用，電子信箱：xwjiang@mail.nsoas.org.cn

宋慶君，副研究員，碩士，研究方向為海洋遙感輻射校正與真實性檢驗，電子信箱:kingdream@mail.nsoas.org.cn

P71

A

1005-9857(2016)05-0008-08