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科研动态

我所在海洋动力卫星定标和真实性检验方面取得新进展

时间:2022.03.08 来源:物理海洋室 字号

近期,我所极地海洋动力过程团队在海洋动力卫星定标和真实性检验方面取得新进展,相关研究成果以“Independent Validation of Jason-2/3 and HY-2B Microwave Radiometers Using Chinese Coastal GNSS”和“Monitoring the Performance of HY-2B and Jason-2/3 Sea Surface Height via the China Altimetry Calibration Cooperation Plan”为题,发表在遥感领域顶级期刊《IEEE地学与遥感汇刊》(IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing)上。

卫星遥感是全球尺度快速探测海洋脉动最有效的手段。通常在卫星发射前,已对遥感载荷进行了实验室定标,但由于太空环境改变及器件老化等原因,载荷性能和精度可能改变,需再次进行地面定标和真实性检验。目前,相关研究利用的定标站点单一、算法不公开透明,且我国沿海区域的研究相对较少。针对当前研究不足,该研究团队通过数据共享机制获取中国沿海已有的多源观测资料,对HY-2B校正微波辐射计和高度计开展了相关研究,定量评估了国产卫星载荷的测量精度。为保证研究方法和结果可重复,该研究团队对程序开源共享,且相关数据也可通过正常渠道申请获取。

该研究团队利用中国大陆构造环境监测网络、海洋台站和国际GNSS服务(IGS)等三套GNSS数据,基于全新的二阶导数陆地污染判定方法和三维再分析资料重构湿延迟修正系数的方法,获得了HY-2B校正微波辐射计测量误差,证实了国产校正微波辐射计精度优于国外同类卫星Jason-2/3。进一步,基于国家卫星海洋应用中心发起的雷达高度计定标场“伙伴计划”共享数据,以及我国海洋台站千里岩和芷锚湾长期历史资料,对我国HY-2B高度计产品进行了定标和真实性检验,获得黄渤海和珠江口等不同海洋环境下HY-2B海面高度观测误差,不同站点的结果互相印证,大大提高了结果可信度,结果表明HY-2B海面高度测量精度和国外卫星Jason-2/3相当。最后,该研究团队还通过绝对定标、交叉定标、波数谱积分等独立方法进行高度计载荷噪声分析,结果表明HY-2B以及国外Jason-2/3卫星高度计载荷噪声均为2.6cm左右。 

本研究对我国自主海洋动力卫星的定标和真实性检验提供重要支撑,研究成果不仅为卫星产品应用提供了保障,也为新一代海洋动力卫星关键载荷参数的制定提供了科学依据。

以上工作获得国家自然科学基金等项目资助,合作单位有中科院海洋所、国家卫星海洋应用中心、国家海洋局北海预报中心、武汉大学、山东科技大学、希腊克里特理工大学等。我所物理海洋室杨磊工程师分别为两篇文章的通讯编辑和第一编辑。

文章链接:

https://ieeexplore.ieee.org/document/9527812

https://ieeexplore.ieee.org/document/9720989


图1 基于三维再分析资料重构的大气湿延迟高度修正系数空间分布,二阶导数的辐射计陆地污染判定(以渤海为例) 

图2 HY-2B卫星高度计定标站点分布和误差时间序列



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