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JASON-1和TOPEX/POSEIDON卫星高度计数据在中国海和西北太平洋的校正、印证及数据融合

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第一章导言

第二章卫星高度计的测量原理

第三章卫星高度计数据产品及处理方法

第四章T/P与JASON-1数据一致性分析

第五章JASON-1海平面高度印证及数据融合

第六章总结与展望

参考文献

致谢

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摘要

TOPEX／POSEIDON卫星高度计的成功飞行给人类提供了迄今时间序列最长的单星海洋高度计观测资料(13年)。为了延续这套对海洋和环境研究极具价值的卫星数据集，2001年12月7同，JASON-1卫星高度计在美国范登堡空军基地发射升空。作为TOPEX／POSEIDON的后继星，JASON-1在轨道参数、仪器设备和所担负的使命等方面继承了前者的诸多特性。本文首先对JASON-l海洋观测资料的精度及其与TOPEX／POSEIDON数据的一致性进行了研究；其次，对JASON-1海平面高度数据进行中国陆架浅海潮高修正，并用验潮站数据对修正结果加以印证；最后，由于两颗卫星高度计为期三年的并行运行模式最大程度地兼顾了高度计采样的时间和空间分辨率，本文利用数据融合技术，得到了精度进一步提高的海平面高度产品。 主要研究结果如下： 1、在中国海和西北太平洋区域，利用JASON-1与TOPEX／POSEIDON在相互校正阶段的资料，系统比较了两颗卫星所观测的海面风速、有效波高、后向散射截面和海平面高度等参数，并对这些参数的一致性作了分析。 结果显示：TOPEX／POSEIDON和JASON。1观测的海洋环境参数具有强相关性，表明作为TOPEX／POSEIDON的后继卫星，JASON-1具备了完成延续TOPEX／POSEIDON数据集这一使命的条件。定量的比较结果为，海面风速的平均偏差为0.45m／s；标准偏差为0.54m／s，相关系数为0.96。有效波高的平均偏差为0.058m，标准偏差为0.17m，相关系数为0.98。后向散射横截面的平均偏差为-2.38db，标准偏差为0.24db，相关系数为0.97。海平面高度的平均偏差为-0.154m，标准偏差为0.095m，相关系数为0.99。值得指出的是，两套系统对于同一海洋环境参数的观测还是存在不能忽略的差异。本文对这种差异进行了分析，并给出了修正模型。 2、在渤、黄、东海等陆架浅海水域，利用研究海区主要分潮的调和常数和模型计算潮汐高度，对JASON-1海平面高度数据进行浅海潮汐修正；使用验潮站的实测水位资料，对JASON-1潮汐修正后的海面高度进行印证。统计分析可知：全部验潮站水位资料与高度计经过浅海潮汐修正后的海平面高度的相关系数为0.738，标准偏差为9.6cm。 3、基于以上两项工作，在研究海区对TOPEX／POSEIDON和JASON-l资料进行数据融合。经与验潮站实测资料相比，海平面高度的反演精度得到进一步提高。全部验潮站水位资料与融合数据海平面高度的相关系数为0.83，标准偏差为6.7cm。该结果表明：融合后海平面高度不但大大提高了地面采样的时空分辨率，在中国陆架浅海，对浅海残余潮波也有了进一步的抑制。

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