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《山东科技大学》 2011年
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近海雷达卫星测高数据质量改善及在南海海潮模型中的应用研究

孙佳龙  
【摘要】:利用卫星测高资料可以为我们提供全球范围海域的中、长波长大地水准面起伏,给出全球海洋的海面地形、海面波浪及海面粗糙度的信息,探测洋流的边界和趋势,分析极区冰层厚度及变化等。因此,深入研究卫星测高技术对于人类认识地球和海洋都具有重要意义。 经过三十多年的发展,卫星测高在开阔海域的精度可达到5cm,但由于受到陆地地形、自动增益控制系统(AGC)及海洋潮汐模型的影响,卫星测高数据在近海海域的精度较低,这也是目前卫星测高数据应用时遇到的一个瓶颈问题。 分析了卫星测高数据在近海受到陆地(岛屿)影响的情况。由于微波脉冲到达海面时其覆盖的范围较大(几公里至十几公里),在近海处,由于存在一些岛屿及靠近陆地,因此,回波的波形可能被近海陆地及岛屿所污染。本文对TOPEX/Poseidon卫星在香港附近海域的pass153的cycle160的卫星测高数据进行了研究,分析这些数据受到陆地(岛屿)影响的情况。通过研究发现,在近海,测高计接收到的反射波形受到陆地(岛屿)的影响。当陆地平坦时,反射能力较强,反之,则较弱;当波形采样点距离岛屿较近时,水深较浅时,其波形噪声区有明显上升的趋势。 分析了近海处自动增益控制对波形的影响。虽然,在开阔海域,测高卫星上装载的自动增益控制系统可以对回波能量进行控制,从而使回波能量保持在一定范围内,但在近海海域,由于复杂的地表可以导致的回波信号波形出现剧烈变化,从而导致波形变得极其复杂,增加了后续的波形重定工作的难度,因此,本文对近海处自动增益控制的变化特征,特别是对波形的影响进行了详细的分析。经过研究发现,在近海区域AGC越大,波形越复杂,但AGC值越小,波形却不一定呈现海洋波形特征。 比较和分析了CSR4.0潮汐模型和NA099b潮汐模型在中国附近海域的精度。影响卫星测高数据在近海精度的另一个主要因素是海洋潮汐模型。而目前已有的海洋潮汐模型在近海处的精度都较低,因此,改善近海潮汐模型的精度是提高近海卫星测高数据精度的一项主要措施。本文利用中国附近的15个验潮站的水位数据对TOPEX/Poseidon卫星所采用的潮汐模型CSR4.0以及日本国立天文台提出的NA099潮汐模型进行了分析和比较。在不同的区域,两种模型的精度也不同。在中国大陆的近海,CSR4.0模型的平均精度要比NA099b模型要好;而在中国的台湾近海,NA099b模型的精度要比CSR4.0模型的精度要高;而在日本近海,两种模型的精度基本相当。 提出了季节加权湿对流层延迟改正方法。在使用卫星测高数据前应对其进行环境改正。而目前在各项环境改正中,湿对流层延迟改正的精度最低,而其对卫星测高数据精度的影响可达2-3cm。因此,本文对现有的湿对流层延迟改正的方法进行了介绍,并提出了季节加权湿对流层延迟改正方法,得到了较好的结果。 提出了基于波形相似性的K-Means波形分类算法,并在此基础上提出了基于聚类分析的多子波优化重定算法。在开阔海域,卫星测高仪接收到的回波基本符合Brown模型,而在近海处,波形变得复杂,在使用卫星测高数据前应对其进行波形重定。本文分析了目前已有的几种波形重定算法。并在多子波多参数算法基础上提出了基于聚类分析的多子波优化重定算法。在该波形重定算法中,首先基于临近波形相似的性质,利用聚类算法,提出了基于波形相似性的K-Means波形分类算法。然后利用这种波形分类算法对近海波形进行分类,对分类后的波形采用了本文提出的基于聚类分析的多子波优化重定算法进行重定。与验潮站数据比较,利用本文提出的算法比β参数拟合算法、0COG算法和Threshold算法的精度都高,比多子波多参数算法的运算效率高。 提出了基于不同海深的观测权值的调整方法。根据不同海域卫星测高数据精度的差异,本文提出了基于不同海深的观测权值的调整方法,采用最小二乘法得到了正交权残差。通过计算CSR4.0潮汐模型的起始正交权并结合本文得到的正交权残差,采用区域平均的方法,本文构建了南海海域的潮汐模型SCS1.0,与验潮站数据比较发现,SCS1.0模型得到M2和O1分潮的精度高于CSR4.0和NA099b。利用SCS1.0潮汐模型对南海海域的潮汐特征进行了分析,其结果与其他学者得到的结论基本一致。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:B
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P715.6

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张超;卫星测高波形重构算法及其在黄渤海海域的应用研究[D];中国石油大学(华东);2014年
2 方川;海潮负荷对GPS测量的影响及其区域模型研究[D];中国矿业大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭金运;高永刚;常晓涛;黄金维;;近岸海域EnviSat卫星测高波形重定的Threshold优化算法[J];地球物理学报;2010年04期
2 汪一航;方国洪;魏泽勋;王永刚;王新怡;;基于卫星高度计的全球大洋潮汐模式的准确度评估[J];地球科学进展;2010年04期
3 郭金运;高永刚;黄金维;孙佳龙;;沿海雷达卫星测高波形重定多子波参数方法和重力异常恢复[J];中国科学(D辑:地球科学);2009年09期
4 李序;张葛祥;;基于K-均值的SVC的雷达辐射源信号识别[J];系统仿真学报;2008年23期
5 高永刚;郭金运;岳建平;;卫星测高在陆地湖泊水位变化监测中的应用[J];测绘科学;2008年06期
6 闫光辉;李战怀;党建武;;基于多重分形的聚类层次优化算法[J];软件学报;2008年06期
7 陈黎飞;姜青山;王声瑞;;基于层次划分的最佳聚类数确定方法[J];软件学报;2008年01期
8 孙吉贵;刘杰;赵连宇;;聚类算法研究[J];软件学报;2008年01期
9 杨圣云;袁德辉;赖国明;;一种新的聚类初始化方法[J];计算机应用与软件;2007年08期
10 毛韶阳;李肯立;;优化K-means初始聚类中心研究[J];计算机工程与应用;2007年22期
【共引文献】
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1 余冬华;郭茂祖;刘扬;任世军;刘晓燕;刘国军;;基于距离不等式的K-medoids聚类算法[J];软件学报;2017年12期
2 栗国保;韩青菊;;一种改进K-means聚类算法的MapReduce并行化实现[J];数字技术与应用;2016年12期
3 陈皓;;市场化取向改革中客户分档标准制定方法[J];中国烟草学报;2015年S1期
4 苑津莎;张利伟;李中;张英慧;;基于互补免疫算法的变压器故障诊断[J];电工技术学报;2015年24期
5 王楠;钟智;顾昆;温海标;;基于谱聚类的医学图像分割方法[J];广西师范学院学报(自然科学版);2015年04期
6 张莉莉;;国企高管人力资本优势度评析方法及应用[J];运筹与管理;2015年06期
7 常青;严小文;陶晓峰;付峰;;基于大数据技术的智能电表运行状态分析系统研究[J];自动化与仪器仪表;2015年12期
8 樊搏;姜玉国;;基于数据挖掘的贫困生认定辅助系统设计[J];软件导刊;2015年12期
9 李程;章传银;柯宝贵;朱锦杰;;利用卫星测高数据监测巢湖水位变化[J];测绘科学;2015年12期
10 宋亚宏;岳建平;李静;;用“预测-校正”法建立浙江近海深度基准面模型[J];勘察科学技术;2015年06期
【同被引文献】
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1 刘辛中;基于GPS测定海洋分潮方法研究[D];国家海洋局第一海洋研究所;2013年
2 胡淑梅;卫星测高反演海域重力异常和大地水准面的研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 徐晓庆;中国近海和中国及邻近大陆海潮负荷效应的计算[D];国家海洋局第一海洋研究所;2011年
4 张凤烨;非规则采样资料的调和分析方法及其在胶州湾口水交换研究中的应用[D];国家海洋局第一海洋研究所;2011年
5 刘立;负载潮对我国沿海地区精密定位的影响研究[D];中国测绘科学研究院;2011年
6 阮海林;卫星测高波形重跟踪算法在台湾周边海域的应用研究[D];国家海洋局第三海洋研究所;2010年
7 刘书明;利用卫星SAR图像研究黄渤海大气边界层波动[D];国家海洋局第一海洋研究所;2010年
8 胡景;卫星高度计数据提取海洋潮汐信息及气候变化研究[D];中国海洋大学;2007年
9 范明华;瓯江河口地区含沙量对潮汐和风激励响应规律研究[D];河海大学;2007年
10 童章龙;潮汐调和分析的方法和应用研究[D];河海大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵云;雷达高度计数据中国主要湖泊水位变化监测方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 HWANG CheinWay;;A multi-subwaveform parametric retracker of the radar satellite altimetric waveform and recovery of gravity anomalies over coastal oceans[J];Science China(Earth Sciences);2010年04期
2 高永刚;郭金运;岳建平;;卫星测高在陆地湖泊水位变化监测中的应用[J];测绘科学;2008年06期
3 郭金运;韩延本;黄金维;;由CHAMP卫星监测的地球质心运动分析[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2008年10期
4 张葛祥;荣海娜;金炜东;;基于小波包变换和特征选择的雷达辐射源信号识别[J];电路与系统学报;2006年06期
5 常晓涛;李建成;郭金运;黄金维;;一种多前缘多阈值的波形重构算法[J];地球物理学报;2006年06期
6 ;Improved threshold retracker for satellite altimeter waveform retracking over coastal sea[J];Progress in Natural Science;2006年07期
7 罗小军;刘国祥;黄丁发;丁晓利;;几种卫星合成孔径雷达影像配准算法的比较研究[J];测绘科学;2006年01期
8 李洁;高新波;焦李成;;基于特征加权的模糊聚类新算法[J];电子学报;2006年01期
9 李翀;马巍;史晓新;廖文根;;呼伦湖水位、盐度变化(1961-2002年)[J];湖泊科学;2006年01期
10 王汉芝;刘振全;;一种新的确定K-均值算法初始聚类中心的方法[J];天津科技大学学报;2005年04期
【相似文献】
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1 刘善伟;李家军;万剑华;杨俊钢;;利用多代卫星测高数据计算中国近海及邻域重力异常[J];海洋科学;2015年12期
2 郑家声;《卫星测高数据处理的理论与方法》评介[J];测绘通报;2002年02期
3 L.M.Gahagan ,石洁;由卫星测高数据得到的地壳构造图[J];地球物理学进展;1989年02期
4 眭晓虹;张润宁;万晓云;李洋;;基于卫星测高数据的海底地形反演及分析[J];航天器工程;2017年03期
5 邢乐林;刘冬至;金涛勇;周新;;垂线偏差对用卫星测高数据建立海面高模型的影响[J];大地测量与地球动力学;2007年02期
6 李大炜;李建成;金涛勇;;基于卫星测高数据的潮汐分析方法对比研究[J];海洋测绘;2017年02期
7 王海瑛;中国近海卫星测高数据处理与应用研究[J];测绘学报;2001年02期
8 翟国君;卫星测高数据处理的理论与方法[J];测绘学报;1999年02期
9 仉天宇,邵全琴,周成虎;卫星测高数据在渔情分析中的应用探索[J];水产科学;2001年06期
10 黄谟涛;王瑞;翟国君;欧阳永忠;;多代卫星测高数据联合平差及重力场反演[J];武汉大学学报(信息科学版);2007年11期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 王心众;刘展;李洪墩;;多源卫星测高数据联合反演中国近海及邻域重力异常[A];中国地球物理2013——第二十六专题论文集[C];2013年
2 张世晖;刘天佑;高金耀;;利用卫星测高数据进行海洋岩石圈密度成像[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
3 高金耀;;边缘海卫星测高数据的高精度综合处理方法研究[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
4 文汉江;章传银;;由ERS-2和TOPEX卫星测高数据推算的海面高异常的主成分分析[A];中国科协2004年学术年会14分会场海洋开发与可持续发展论文汇编[C];2004年
5 黄金水;朱灼文;;超定混合大地边值问题[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
6 高金耀;陈美;金翔龙;张涛;;由卫星测高数据研究琉球沟弧系的俯冲构造特点[A];《大地测量与地球动力学进展》论文集[C];2004年
7 王海瑛;;T/P和ERS-1卫星测高数据联合推估中国及其邻近海域大地水准面和重力异常[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
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1 孙佳龙;近海雷达卫星测高数据质量改善及在南海海潮模型中的应用研究[D];山东科技大学;2011年
2 李大炜;多源卫星测高数据确定海洋潮汐模型的研究[D];武汉大学;2013年
3 高金耀;多卫星测高数据应用于海底构造动力研究——以中国边缘海及邻区为例[D];中国科学院海洋研究所;2001年
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1 张倩;卫星测高数据交叉点处理方法研究[D];中国石油大学(华东);2015年
2 崔树红;卫星测高数据应用于海面变化研究的初步探索[D];南京师范大学;2005年
3 赵秋阳;基于卫星测高数据的南极冰下湖活动监测与分析[D];武汉大学;2017年
4 赵新华;基于卫星测高数据的全球海洋流场产品研究与黑潮监测应用[D];国家海洋局第一海洋研究所;2016年
5 李洪墩;多源卫星测高数据联合反演中国近海及邻域重力异常[D];中国石油大学(华东);2013年
6 王龙;基于19年卫星测高数据的中国海海平面变化及其影响因素研究[D];中国海洋大学;2013年
7 樊月波;联合卫星测高数据确定大地水准面的应用和研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
8 孙闻政;基于海面卫星测高数据的台湾东北海域涡旋多年时空变化[D];上海师范大学;2012年
9 罗文;基于几何代数的时空场数据特征分析与运动表达[D];南京师范大学;2011年
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