HY-2卫星高度计有效波高反演算法研究
在过去的30多年中，海洋观测卫星在数量上和种类上都有了很大的发展。随着卫星测高技术的成熟，卫星雷达高度计作为有效载荷安装在多颗卫星上，特别是TOPEX/POSEIDON、Jason-1、ERS-1/2、ENVISAT等一系列卫星的发射，使卫星卫星测高资料被广泛应用于诸多海洋学研究。
我国的海洋环境动力卫星HY-2(海洋二号)计划在2010年左右发射，高度计是HY-2卫星的主要载荷。本文是在HY-2卫星地面系统建设项目的支撑下，开展对我国自行研制的HY-2卫星高度计数据的有效波高反演算法研究，研究工作将应用于HY-2卫星雷达高度计。文中首先分析了HY-2卫星高度计数据的分级和数据处理流程；其次研究了HY-2卫星高度计有效波高反演算法，得到了适合的反演流程和计算结果；最后，对卫星高度计天线指向角的反演方法进行了研究，得到了天线指向角的分布。
主要研究结果如下：
1、分析了国外卫星高度计数据分级和数据处理流程，特别以Jason-1卫星高度计为例，探讨了卫星高度计数制作过程中所需进行的主要处理步骤，在此基础上给出了适合HY-2卫星高度计数据分级方法，将数据分为0级、1级、2级；进一步给出了1B级和2级产品制作流程。
2、对HY-2卫星高度计的有效波高反演方法进行研究，由于HY-2卫星暂未发射，采用S2-4高度计数据做为模拟数据进行有效波高反演。对于卫星高度计有效波高反演模型进行了详细的讨论，在此基础上着重研究了高度计有效波高反演的六个步骤：波形的1s平均、波形的热噪声去除、波形归一化、半功率点确定、波形拟合和有效波高计算。对反演的关键步骤波形拟合进行了重点研究，采用了迭代加权最小二乘法，对不同区域采用不同的权重系数。实际结果证明，以上方法得到了比较好的拟合效果，是适合HY-2卫星高度计的有效波高反演算法。
3、对卫星高度计天线指向角的反演方法进行了研究。天线指向角的大小可以用来表示卫星高度计指向的稳定程度，能降低天线接收到的回波功率，卫星天线的指向信息可以通过波形的下降沿部分得到。本文采用Hayne模型，利用回波波形后沿拟合的方法对S2-4高度计天线指向角进行了反演，根据反演结果得到的S2-4高度计天线指向角都在0.025°以内，大部分集中在0.01°以内变化，在总的计算时间内比较平稳，且天线指向角变化不大，说明S2-4高度计在计算时间内的飞行过程中指向稳定。
海洋观测卫星;HY-2卫星高度计;数据处理;有效波高;反演算法;天线指向角
中国海洋大学
硕士
物理海洋学
郭佩芳;林明森
2009
中文
P733;P171.3
54
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）