卫星测高波形重构算法及其在黄渤海海域的应用研究

发布时间：2017-09-30 01:27

  本文关键词：卫星测高波形重构算法及其在黄渤海海域的应用研究

  更多相关文章： 卫星测高 波形重构 多前缘多阈值算法 改进β-5算法 海面高

【摘要】：卫星高度计在海洋上的测量精度可达5cm。但在近海,受陆地、近岸海洋地形、地球物理环境等的影响,高度计回波波形发生畸变,数据的质量下降并出现数据缺失的情况。近海是人类活动较为频繁的海域,对近海测高数据进行重构能有效提高近海卫星测高数据质量,增加人们对近海的认识。本文采用波形重构算法对黄渤海海域的Jason-1卫星SGDR数据进行处理,改正距离观测值,并将波形重构后Jason-1卫星测高数据得到的海面高与MSS_CNES_CLS11模型相比,进行精度评价,研究适合黄渤海区域的波形重构算法。主要工作及结论如下:(1)分析黄渤海海域Jason-1卫星SGDR波形数据。受陆地回波信号影响,回波波形在海陆交界处、岛屿众多的区域会发生畸变;在海陆交界处容易发生卫星跟踪失锁的现象,尤其是由陆地进入海洋时,造成数据缺失。(2)采用阈值算法前缘位置分析的方法对黄渤海海域波形进行统计,前缘中点位置在30-32之间的波形占总波形的96.31%,即约3.69%波形受到污染。(3)与β-5算法相比,改进β-5算法波形拟合能力较强,平均每周期20Hz数据有效点数比β-5算法多3365个,数据损失远远小于β-5算法,重构后海面高与卫星重跟踪海面高差值均方根误差为0.12m,比β-5算法小0.07m。(4)将多前缘多阈值算法重构后海面高与卫星重跟踪后海面高进行比较,差值均方根误差为0.09m,优于改进β-5算法。(5)与MSS_CNES_CLS11模型进行沿轨海面高比较,改进β-5算法的差值的平均值为0.103m,差值的均方根误差为0.148m,小于卫星重跟踪算法;多前缘多阈值算法的差值的平均值为0.092m,差值的均方根误差为0.144m,均小于卫星重跟踪算法和改进β-5算法,多前缘多阈值算法比改进β-5算法更适用于黄渤海海域。
【关键词】：卫星测高 波形重构 多前缘多阈值算法 改进β-5算法 海面高
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 测高卫星发展现状9-12
• 1.2.2 波形重构发展现状12-13
• 1.3 本文的研究内容13-14
• 1.4 本文的组织结构14-15
• 第二章 卫星测高波形理论15-24
• 2.1 卫星测高回波原理15-18
• 2.1.1 卫星测高原理15-16
• 2.1.2 卫星高度计波形形成过程16-18
• 2.2 波形重构算法18-23
• 2.2.1OCOG算法18-19
• 2.2.2 阈值算法19-20
• 2.2.3 β 参数算法20-22
• 2.2.4 基于波形前缘识别的波形重构算法22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 黄渤海海域卫星测高回波波形24-37
• 3.1 研究区域与数据24-26
• 3.1.1 研究区域24-25
• 3.1.2 数据来源25-26
• 3.2 变轨前测高数据波形分析26-29
• 3.3 变轨后测高数据波形分析29-34
• 3.4 Jason-1 卫星波形污染情况34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 黄渤海海域波形重构算法研究37-60
• 4.1 距离改正分析37-50
• 4.1.1OCOG算法距离改正37-39
• 4.1.2 阈值算法距离改正39-40
• 4.1.3 多前缘多阈值算法距离改正40-43
• 4.1.4 β-5 算法距离改正43-46
• 4.1.5 改进 β-5 算法距离改正46-50
• 4.2 沿轨数据分析50-57
• 4.2.1 共线前沿轨海面高分析50-55
• 4.2.2 共线后沿轨海面高分析55-57
• 4.3 交叉点分析57-58
• 4.3.1 共线处理前交叉点57
• 4.3.2 共线处理后交叉点57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 黄渤海海域海平面确定60-69
• 5.1 数据剔除60
• 5.2 共线处理60-62
• 5.2.1 确定参考轨迹60-61
• 5.2.2 计算正常点海面高61-62
• 5.3 交叉点平差62-64
• 5.3.1 确定交叉点位置62-63
• 5.3.2 平差工作63-64
• 5.4 海平面高确定64-68
• 5.4.1 定性分析64-65
• 5.4.2 定量分析65-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 主要结论69
• 6.2 下一步工作69-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果76-77
• 致谢77

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