[发明专利]一种成像式高度计数据反演海洋重力场的方法

说明书

本发明公开了一种成像式高度计数据反演海洋重力场的方法，属于海洋测量领域，针对卫星测高技术确定垂线偏差以及反演海洋重力场，考虑传统星下点高度计数据的精度和分辨率相互制约，同时，由于轨迹间距离较大导致海洋重力场有效空间分辨率有限。利用成像式高度计卫星的高精度星下点高度计和高分辨率同步刈幅高度计海面高观测数据，在滤除高频噪声后，通过将星下点和刈幅高度计观测数据联合交叉点平差提升整体海面高精度，然后进行差分计算得到丰富的垂线偏差信息并反演海洋重力场。通过本发明可以克服传统星下点高度计对垂线偏差东向分量不敏感的缺陷，反演各方向精度较均匀的高分辨率海洋重力场。

技术领域

本发明属于海洋测量技术领域，更具体地，涉及一种成像式高度计数据反演海洋重力场的方法。

背景技术

目前，由卫星测高数据反演海洋重力场的方法都是基于星下点高度计数据计算的垂线偏差。星下点高度计观测数据为一维剖面，精度和分辨率相互制约，且确定的垂线偏差东向和北向分量精度差异大，限制了海洋重力场的反演精度，联合多源多代卫星才能满足高分辨率的需求，然而，不同卫星之间存在观测时间和精度差异大等问题，导致垂线偏差精度有限，进而导致反演的海洋重力场精度存在局限。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种成像式高度计数据反演海洋重力场的方法，由此解决现有基于星下点高度计数据计算的垂线偏差精度有限，进而导致反演的海洋重力场精度存在局限的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种成像式高度计数据反演海洋重力场的方法，包括：

(1)滤除误差改正后的成像式高度计数据的高频噪声影响，得到二维海面高数据；

(2)对所述二维海面高数据进行交叉点平差处理得到平差处理后的目标海面高数据；

(3)对平差处理后星下点和刈幅内的每个观测点的目标海面高数据，利用海面地形模型移去海面地形得到每个观测点的近似大地水准面高数据，基于海洋重力场反演的空间分辨率，联合星下点和刈幅内每个观测点的近似大地水准面高数据计算格网垂线偏差；

(4)将所述格网垂线偏差移去参考地球重力场模型确定的垂线偏差，得到残余垂线偏差，采用拉普拉斯方程，由所述残余垂线偏差反演得到残余重力异常，然后由所述残余重力异常恢复参考地球重力场模型确定的重力异常，得到最终反演的格网海洋重力异常模型。

优选地，步骤(1)包括：

利用谱相干性方法确定成像式高度计数据的有效分辨率，并以所述有效分辨率作为高斯滤波波长，滤除海面高的高频噪声，得到二维海面高数据。

优选地，步骤(2)包括：

(2.1)在一个观测周期内，联合星下点高度计和刈幅高度计海面高数据进行全组合式的交叉点计算得到目标交叉点；

(2.2)考虑静态重力场反演目的，以所述目标交叉点处静态海面高相等为原则，顾及星下点高度计与刈幅高度计的偏差、刈幅高度计基线长度误差及刈幅高度计相位误差，约束交叉点观测时间差，得到星下点与星下点之间的数据交叉、星下点与刈幅之间的数据交叉以及刈幅与刈幅之间的数据交叉；

(2.3)固定星下点轨迹形成的交叉点海面高差，进行整体平差得到平差处理后的目标海面高数据。

优选地，步骤(3)包括：

(3.1)对平差处理后星下点和刈幅内的每个观测点的目标海面高数据，利用海面地形模型移去海面地形得到每个观测点的近似大地水准面高数据，在一个观测周期内，联合星下点和刈幅内每个观测点的近似大地水准面高数据，基于海洋重力场反演空间分辨率，以每个近似大地水准面高数据为中心，以格网分辨率为半径搜索其它近似大地水准面高数据，分别计算搜索到的近似大地水准面高数据与中心的近似大地水准面高数据形成的大地水准面梯度，依次获得当前观测周期内所有大地水准面梯度值；