雷达高度计海况偏差校正综合模型研究

雷达高度计是海洋遥感中重要的微波传感器之一，它以几个厘米的精度对全球海面高度进行测量，同时可以得到海面有效波高和风速等信息，无论在科学研究、国防建设还是经济生活中都有着重要的应用价值。海况偏差的量级虽然较小，但其机理比较复杂，其方差较大。随着精密定轨技术的提高，海况偏差已经取代轨道误差成为测高最大的误差源。因此，研究海况偏差并对测高误差进行校正具有重大意义。目前普遍采用的经验模型有参数经验模型和非参数经验模型，在全球范围内各有优缺点。.本项目基于卫星轨迹共线和交叉点融合数据，将有效波高、风速和姿态角作为参量共同耦合到海况偏差模型中，优选参数经验模型和非参数经验模型各自优势，针对不同的数据测量密度和纬度分布，建立一种新型的海况偏差综合模型，为我国海洋二号（HY-2）高度计海况偏差校正奠定基础。

雷达高度计以几个厘米的精度对全球海面高度进行测量，同时可以得到海面有效波高和风速等信息。海况偏差（SSB，Sea State Bias）的量级虽然较小，但其机理比较复杂，其方差较大。随着精密定轨技术的提高，海况偏差已经取代轨道误差成为测高最大的误差源。因此，研究海况偏差并对测高误差进行校正具有重大意义。目前普遍采用的海况偏差估计为经验模型，分为参数经验模型和非参数经验模型，在全球不同的纬度范围内二者各具优势。. 本项目针对海况偏差估计开展模型算法方面的研究工作。基于T/P、Jason-1、Jason-2及HY-2A数据，建立共线和交叉点融合数据集开展参数、非参数模型及综合模型的建立检验及在我国HY-2A高度计应用和验证工作。. 研究内容主要体现在如下几个方面：模型所需融合数据集的建立；基于融合数据集的参数模型、非参数模型及直接估计方法的研究；基于多元变量（有效波高、风速、波周期）的参数模型研究；综合模型的运用。.1、在数据集融合方面，本课题组提出利用卫星地面轨迹分段拟合的方法确定交叉点的位置，提高了运算效率和准确度。.2、在参数模型研究方面，利用融合数据集建立的参数模型优于各自单独数据集模型；将直接估计值作为真值的参数模型得到了改进；纬度分段建立的参数模型优于全纬度参数模型。.3、在多元变量的模型研究方面，引入波周期作为除有效波高和风速之外的第3个变量，提高了海况偏差估计的精度；课题组建立了一种新型的基于高度计数据的平均波周期反演模型。.4、在非参数模型研究方面，优选出局部线性回归估计（LLR）、Epanechnikov核函数且选取局部可调带宽的非参数模型（LLR-E-L），并在HY-2A上应用并得到验证。.5、在综合模型运用方面，在北纬20度以上区域，非参数模型表现突出，而在北纬20度以下的中纬及南纬区域，易采用参数模型。. 课题组经过四年工作，完成了研究内容，达到了预期研究目标。培养硕士研究生8人（5人已毕业）；培养博士生2人（1人已毕业）。完成20篇学术论文，其中已发表16篇（SCI 3篇；EI 6篇；ISTP 1篇）；5项软件获得国家软件著作权；申请1项国家发明专利；参加国内外学术交流近20人次。