卫星海洋测高技术体制发展研究

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1、第24卷第5期20l5年10月航天器工程SPACECRAFTENGINEERINGV01．24No．599卫星海洋测高技术体制发展研究李洋1张润宁1万晓云2侯小瑾1李芳1(1航天东方红卫星有限公司，北京100094)(2钱学森空间技术实验室，北京100094)摘要分析了传统卫星海洋测高技术在时空分辨率、测距精度和获取二维矢量信息方面的局限性；在此基础上分析研究了宽刈幅测高、多星编队测高、合成孔径测高及Ka频段测高技术体制在克服传统测高局限性的潜在能力；最后提出了未来卫星海洋测高的两种发展方向，即兼顾融合多领域应用的综合型测高

2、技术体制和专题应用型测高技术体制。关键词卫星海洋测高；技术体制；雷达高度计中图分类号：V474．2；P228文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．05．015ResearchonDevelopmentofSatelliteAltimetryTechnologySystemsLIYan91ZHANGRunnin91WANXiaoyun2H()UXiaojinlLIFang(1DFHSatelliteCo．Ltd．，Beijing100094，China)(2QianXuesenI．a

3、boratoryofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Thelimitationsofconventionalaltimetryarediscussed，suchaslowtemporalandspa—tialresolution，lowrangingaccuracyandconstrainedmeasurementsoftwo—dimensionalinforma—tion，etc．Toovercomethesetraditionallimitations，newte

4、chnologysystemsareanalyzed，suchaswide—swathoceanaltimetry，altimeterconstellation，delay—doppleraltimetryandKa—bandaltime—try．Finally，twodevelopmenttrendsofsatellitealtimetryaregiven，namelyintegratedaltimetertechnologysystemwhichcanbeusedforvariousapplicationsandalti

5、metertechnologysystemwhicharededicatedtOtheparticularapplication．Keywords：satellitealtimetry；technologysystem；radaraltimeter1引言卫星海洋测高技术利用精密定轨系统和星载雷达高度计，分别测量卫星到参考椭球面的距离以及卫星到海面的距离，两者相减得到海面相对于参考椭球面的高程(即海面高)。测量数据具有空间分布均匀、近全球海域覆盖、测量基准统一等特点，在地球科学研究的诸多领域中得到了广泛应用，因此卫星海洋测高已

6、成为获取海面高信息最有效的测量方式。美国于1973年在“天空实验室”(Skylab)上进行了卫星海洋测高的原理性试验并获得成功，此后国际上陆续发射了10余颗海洋测高卫星，其中1978年发射的“海洋卫星”(SEASAT)具有里程碑的意义，其雷达高度计采用“全去斜坡”的脉冲压缩技术，测距精度从米级提高到厘米级[1]。20世纪90年代初期，随着“全球导航卫星系统”(GNSS)和“多普勒轨道确定和无线电定位组合系统”(DORIS)在海洋测高卫星上的应用，精密定轨精度从米级提升到厘米级比]，至此，厘米级海面高的测量精度才变为收稿日期：

7、2014—11—18；修回日期：2015-04—09基金项目：国家自然科学基金(41404019)作者简介：李洋，女，博士研究生，研究方向为航天器总体设计。Email：liyangcau@sina．corn。100航天器工程24卷现实。高精度的海面高测量信息曾为大地测量学、海洋学等学科的发展带来了革命性的变化[3‘4]，然而，传统卫星海洋测高因其固有的技术体制局限性，在满足诸多应用领域需求方面存在的不足越来越明显。为此，多种测高新技术和新体制被相继提出，如宽刈幅测高、多星编队测高、合成孔径测高及Ka频段测高技术等口_6]。2

8、0世纪80年代，我国开始了卫星海洋测高技术的研究，并于2011年8月发射了第1颗海洋测高卫星海洋一2A(HY一2A)卫星，目前仍在继续开展相关研究"]。本文探讨了传统卫星海洋测高的局限性，并分析比较了新技术体制的特点，可为我国未来此类卫星发展规划的制定和顶层任务分析提供参考。传统卫星海洋测