HY-2B卫星和模式风速数据随机误差及相关性分析

当利用三配准(Triple Collocation,TC)方法进行误差分析时,系统间随机误差(简称误差)不相关是一个重要前提假设,而在实际应用中不同系统误差常存在相关性,基于最小二乘法扩展配准(Extended Collocation,EC)方法能够在误差相关性存在情况进行误差分析,但对于误差弱相关性情况不能够准确估计误差的标准差。为此本文提出利用3个误差独立系统对第四个系统进行误差估计的方法,同时考虑误差相关性和表征误差,在误差弱相关情况下能更精确估计系统误差的标准差。本文根据HY-2B卫星3个载荷风速观测数据集随机误差相互独立特点,利用扩展三配准(Extended Triple Collocation,ETC)方法计算得到散射计、辐射计和高度计3个载荷风速产品误差的标准差分别为0.600 m/s、0.742 m/s和0.533 m/s;再对ECMWF再分析数据集ERA5的风速产品误差及相关性进行估计,计算出ERA5再分析风速产品随机误差的标准差为0.810 m/s,HY-2B卫星散射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.231,HY-2B卫星辐射计风速产品和ERA5再分析风速产品误差相关性为0.105。本文提出利用已知3个误差独立数据集对第四个数据集误差及相关性进行估计的方法,实现了在误差弱相关情况下对系统误差的标准差更为准确的估计,有助于在同化和融合中更好地使用这些数据。

海洋二号卫星雷达高度计测高误差校正算法及验证

影响星载卫星雷达高度计测高精度的因素很多,其中大气干对流层延迟、大气湿对流层延迟、大气逆压延迟、电离层延迟以及海况偏差直接影响海表面高度计算精度。本研究开展了海洋二号卫星雷达高度计上述误差修正算法研究,并利用国外较为成熟的Jason-1/2和Topex/Poseidon(T/P)卫星雷达高度计数据产品对海洋二号卫星雷达高度计使用的误差校正算法进行验证。结果表明,海洋二号卫星雷达高度计数据处理时使用的误差校正算法均可满足精度要求。

机载高度计获取有效波高快速反演算法研究

基于 Barrick的海面回波散射模型 ,结合高度计回波信号特点 ,利用优化理论 ,发展了一种机载高度计有效波高快速反演算法。该算法大大节省运算时间 ,适合对大数据量的处理 ,在此基础上将所发展的算法予以软件实现 。

卫星高度计海上定标场及定标方法研究进展

介绍了卫星高度计定标中海面高度和后向散射系数的定标方法。在后向散射系数的定标中介绍了利用有源定标器和微波辐射计定标两种方法。结合卫星高度计的特点,提出了海上定标场选取所需注意的问题,并介绍了目前比较成功的几个定标场及其定标结果,旨在为我国今后发射的卫星高度计绝对定标和定标场的选取提供依据。

“SZ-4”飞船高度计天线指向角反演方法

利用2003年2月7到8日“SZ-4”高度计的波形数据,经过波形数据预处理(波形为1 s的平均、去除热噪声和波形归一化)后,对海面回波波形后沿进行拟合,计算出了高度计天线的指向角,结果表明,“SZ-4”飞船高度计天线的指向角几乎全部在0.024°以内,天线指向在计算时间内比较稳定.

TOPEX／Poseidon卫星测高的垂线偏差修正

详细介绍了卫星测高垂线偏差的计算方法，计算了TOPEX／Poseidon高度计资料一个周期沿迹的垂线偏差南分量ξ和西分量η，进而计算了由于垂线偏差造成的测高误差△H和修正后的海面高度。结果表明，垂线偏差造成的测高误差基本为-5～5mm，在个别海域的测高误差超过10cm，但数据点极少。

海洋二号卫星A星数据产品国际化应用实例

海洋二号卫星A星（HY-2A）是我国第一颗海洋动力环境卫星,它不仅填补了我国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是世界上目前唯一在轨运行的综合型海洋动力环境卫星,卫星在轨获得的数据提高了我国灾害性海况预报的水平,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球变化提供了实测数据,同时也在国际对地观测体系中发挥着重要作用.HY-2A卫星在法国、美国和荷兰等国家的海洋业务系统中分别实现了应用,数据质量受到国外用户的普遍认可.

星载微波散射计的研究现状及发展趋势

介绍了美国宇航局(NASA)和欧空局(ESA)星载微波散射计传感器的类别、特点以及发展历程,详细描述了星载散射计海面风矢量在大洋环流、海洋大气交互作用、中短期极端天气状况预报等领域的应用以及散射计分辨率增强数据在极地海冰制图、监测、分类、陆地植被参数反演等方面的应用,展望星载散射计研究在全天候、全天时、高时间分辨率、高空间分辨率等提高观测能力方向的发展趋势,最后简述国内星载散射计神州4号(SZ-4)散射计(CN/SCAT)和海洋卫星2号(HY-2)散射计的特点及研究现状。

中国近岸海域高度计JASON-1测量数据的波形重构算法研究

卫星雷达高度计的测量数据目前已被广泛应用于各个领域,但高度计在近海的测量数据却一直不可用,一方面是因为高度计在近岸海域的回波波形测量受陆地回波的影响,另一方面是因为一些校正量对近海不准确,如大气湿对流层校正、海洋潮汐校正以及大气高频因数校正等。通过对高度计在近海测量的回波波形进行重构处理,可以缩短近海数据不可用的距离,提高数据的数量和质量。以我国海域及邻近海域（14°~45°N,105°~130°E）为研究区域,采用四种波形重构算法（海洋算法、重力中心偏离算法、冰层算法二和阈值算法）对JASON-1高度计1 a共31个周期的测量波形重新进行了计算,比较了轨道交叉点处升轨和降轨的海面高度异常值以及海面高度值与验潮站的实测水位,结果表明重力中心偏离法比其他三种算法更适合我国近海的测高波形重构：计算结果精度最高,有效数目最多。

海洋遥感卫星发展历程与趋势展望

海洋是对地观测卫星的重要领域,在对地观测卫星中就具有专门用于海洋观测的海洋遥感卫星。海洋遥感卫星是一种利用所搭载的遥感器对海面进行光学或微波探测来获取有关海洋水色和海洋动力环境信息的卫星。海洋卫星有效弥补了传统海洋观测手段的不足,基于多种遥感器连续对海洋的观测,使人类极大的加深了对海洋的认识,在海洋灾害的防灾减灾、资源开发、海洋维权、海洋生态和环境保护等诸多领域发挥着重要作用。本文在详细梳理西方主要航天大国海洋遥感卫星(包括了对地观测卫星中具有海洋观测功能的卫星)的发展历程,在此基础上对未来海洋遥感卫星的发展趋势进行了论述,可为我国海洋遥感卫星的发展提供技术发展参考。

HY-2卫星地面应用系统综述

海洋二号(HY-2)卫星地面应用系统是HY-2卫星工程五大系统之一,具备HY-2卫星数据的接收、处理、定标和验证以及数据应用等功能。HY-2卫星地面应用系统具备稳定可靠运行的卫星接收系统,接收我国南海、东海、黄海、渤海及东北亚周边海域的实时数据;建设了包括多星运行计划管理、接收预处理、精密定轨、运控通信、数据处理、产品存档及分发服务和业务应用在内的HY-2卫星数据处理中心,每天处理海洋动力环境产品并向国内外用户提供数据分发及应用服务。为了全面的介绍HY-2卫星地面应用系统,本文分别对地面应用系统中主要分系统的组成、功能和业务流程等进行了综述。

黑潮延伸体区海平面异常和中尺度涡的时空特征分析

利用1993—2010年间的卫星高度计资料,用EOF方法及小波分析研究了黑潮延伸体区域的海平面异常和中尺度涡的时空变化特征。研究结果表明:海平面EOF第一模态是季节模态,与该海域风应力旋度第一模态类似,相关系数达0.65。EOF第二模态主要反映了黑潮南部次级环流的变化情况,显著性周期是8—10年。通过相关分析发现黑潮延伸体南部次级环流的年代际变化与PDO有关,同时它又与风应力旋度第二模态有关;该海域的海面高度受到北太平洋东部SSH信号西传的影响,信号的传播需要大约3—4年时间。EOF第三模态是黑潮弯曲模态。日本南部的气旋涡和反气旋涡可以表征黑潮弯曲的形成,而且弯曲强度和涡的持续时间、强度和位置有关。

中国海洋微波遥感研究进展

综述了中国海洋微波遥感在1998-2002年的研究进展。分别从微波辐射计、合成孔径雷达和散射计的仪器研制和海洋应用等方面介绍了国内的研究成果。最后，基于以上综述，提出了我国海洋微波遥感研究发展中应注意的问题。

HY-2卫星雷达高度计时标偏差估算

卫星雷达高度计是海洋遥感监测的重要传感器之一,测高系统和定轨系统是高度计重要的组成部分。若两系统使用不同的系统时钟,则获得的轨道高度和卫星测距值之间可能会存在一个时标偏差,该时标偏差会降低卫星雷达高度计的海面高度测量精度。针对HY-2卫星雷达高度计的时标偏差问题,本文分析了时标偏差对测高精度的影响,介绍了一种使用自交叉点数据估算时标偏差值的方法,并基于HY-2卫星雷达高度计第21个周期数据开展了时标偏差修正实验。时标偏差修正后HY-2自交叉点的海面高度差值(也称"不符值")分布收敛程度有了明显的提高,其RMS均方根值从24.7cm减小到了7.0cm,HY-2与Jason-2互交叉点的不符值的RMS也从16.6cm减小到了7.3cm。这表明本文介绍的时标偏差修正方法可有效地提高HY-2卫星雷达高度计的测高精度。

HY-2卫星雷达高度计风速反演验证

本文给出了海洋二号(HY-2)卫星雷达高度计风速反演的双参数算法模型,并利用Jason-1产品和HY-2卫星微波散射计产品定性验证了双参数算法模型的正确性,同时利用星星交叉比对方法、美国国家浮标数据中心(National Data Buoy Center,NDBC)浮标数据验证方法、美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)再分析数据验证方法三种不同方法对该模型进行定量化验证,结果表明HY-2卫星雷达高度计风速反演的双参数算法模型的反演精度达到2.0 m/s的精度,满足海洋业务应用和科学研究的精度要求,可为用户提供满足观测要求的海面风产品。

海洋二号卫星3个主要载荷风速测量比较

海面风速对海洋中动能的转移、海气间物质和能量的交换具有非常重要的作用。海洋二号(HY-2)卫星搭载的雷达高度计、微波散射计和扫描微波辐射计均可以用来探测海面风速。区别是雷达高度计只能测量星下点风速,微波散射计可以得到宽刈幅的风场(包括风向和风速),扫描微波辐射计可获得宽刈幅的风速。为了更好地分析3个载荷风速测量能力,针对2013年9月19日"天兔"台风影响海域范围内的海面风速,比较了3种载荷的探测结果。结果表明,在小于20 m/s风速范围内,雷达高度计和微波散射计探测到的风速非常接近,标准偏差小于2m/s,而扫描微波辐射计测量的风速比另外两个载荷测量的风速大;在20～35m/s风速范围内,雷达高度计和扫描微波辐射计风速较为接近;在大于35 m/s的高风速区,只有扫描微波辐射计可以探测出风速,但其测量精度还需要进一步验证。

自主海洋卫星遥感技术进展与发展方向

回顾国内外海洋卫星遥感技术的发展历程,欧美等国的卫星海洋遥感技术起步较早,目前的技术也较为成熟。总结我国海洋卫星的发展现状,我国已发射3颗自主海洋遥感卫星,HY-1A、HY-1B和HY-2A,HY-2A卫星数据达到了定量化和精细化,和国外同类卫星的测量精度相当。基于国内外卫星海洋遥感技术发展趋势,给出了我国海洋卫星发展规划及自主卫星海洋遥感技术发展方向。

推广的模拟退火算法在分子对接中的应用

把推广的模拟退火算法应用于两个分子的刚性对接的能量全局极小化 ,由于转动自由度和平动自由度的不同物理本质 ,我们对平动变量和转动变量采用了不同的访问分布 .改进的算法对多个对接模型的计算取得了较满意的结果 .

神舟四号高度计波形数据预处理和信息提取

提要神舟四号(SZ-4)高度计在国内首次提供了星载雷达高度计回波波形数据。本文中作者分析了SZ-4高度计回波波形的特点,完成波形数据的预处理,并在此基础上完成初步的信息提取。在数据预处理方面,通过SZ-4高度计水陆边界处波形的特点,提出了波形最大幅度控制的方法,筛选回波波形。在波形归一化处理过程中,发现SZ-4高度计波形中存在双峰现象,并指出第二个峰为异常波形区。在波形信息提取方面,利用波形重新跟踪得到的半功率点计算出SZ-4高度计高度跟踪补偿误差,并根据高度计天线指向角和回波波形下降沿斜率之间的关系,从波形后沿提取天线指向角信息。分析结果表明,SZ-4高度计天线指向比较平稳,而跟踪补偿由于变化较大,在计算海面高度时,应作为一项误差源被考虑到。

改进的随机聚点搜索算法及其在分子对接问题中的应用

提出改进的随机聚点搜索算法 ,设计了新的接受几率并采取了算法加速措施 ,对分子对接问题进行了计算检验 .结果表明 ,改进后的算法计算速度和搜索效率都明显优于 Stanton等人提出的方法 .