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1、基于GPS-R的海洋测高算法研究王书阳1,2郭金运1,2李国伟1,2宗干1,2（1.山东科技大学测绘学院，青岛266590：2.海岛（礁）测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室，青岛266590）摘要GPS-R是一种崭新的海洋遥感技术，其中利用GPS-R进行海洋测高具有成本低、获取数据量多和快速等突出特点。在GPS-R海洋测高中，通过计算镜面反射点的位置，从而得到海面高信息。本文主要对GPS-R海洋测高中镜面反射点的算法进行研究，确定了算法步骤，导出了海面高的误差理论传播公式。结合模拟实验，解算出测站一
2、天的海面高数据，根据卫星高度角的范围对解算的海面高误差进行统计分析，结果表明卫星高度角在55°-90°范围内达到了6cm的精度，误差理论值与实际解算的误差有较好的一致性。关键词大地测量；GPS-R；海面高；镜面反射点OnOceanAltimetryAlgorithmbasedonGPS-RWangShuyang1,2,GuoJinyun1,2,LiGuowei1,2,ZongGan1,2（1.CollegeofGeodesyandGeomatics,ShandongUniversityofScienc
3、eandTechnology,Qingdao266590,China2.KeyLaboratoryofSurveyingandMappingonIslandandReefofNASMG,Qingdao266590,China）Abstract:Asanewremotesensingtechnology,GPS-Rcangettheinformationofoceansurfacewind,oceansurfaceroughnessandcoeanaltimetry,etc.Oceanaltimetry
4、basedonGPS-Rislowcostanditiseasytoobtainlargeamountsofdatathankstotheglobalnavigationsatelliteconstellation.Wecangettheseasurfaceheightbythelocationofthespecularreflectionpoint.Thispaperfocusesonthestudyofthealgorithmofthespecularreflectionpointandhasde
5、terminedthestepsofthealgorithm.Wecanalsoderivatetheerrorformulaoftheseasurfaceheightbasedonerrorpropagationtheory.Finally,wecalculatetheseasurfaceheightbasedonthesimulateddatawithinthewholedayaswellasclassifytheerroroftheseasurfaceheightaccordingtothesc
6、opeofthesatelliteelevationangle,theresultsshowthattheseasurfaceheightcanreach6centimeterprecisionbetween55°and90°andthetheoreticalerrorandthecalculatederrorareingoodagreement.Keywords:Geodesy,GPS-R,SeaSurfaceHeight,SpecularReflectionPoint.1引言海面高是一个重要的几何
7、量，它是物理海洋、地球物理学、大地测量学等领域的基础数据。目前，国内外对海面高的观测手段主要依赖于卫星雷达测高技术和分布于沿海各地的若干验潮站。卫星高度计只能获得卫星星下点的海面高，而验潮站也只能以单点形式进行测量，无法对大范围海域进行海面高测量。GPS-R（GlobalPositionSystem-Reflection）技术是在1993年由科学家Martin-Neira[1]首次提出PARIS（PassiveReflectometryandInterferometrySystem）的概念，用来进行海
8、洋测高。由于其采用无源探测方法,具有成本低、获取数据量多和快速等突出特点，可以弥补传统卫星高度计和验潮站的不足。随着对GPS-R技术的研究，学者们发现利用GPS-R的反射信号信息还可以获得海面风场[2]、海面粗糙度[3]、土壤湿度[4]等其他信息。在GPS-R海面风场的探测试验中，得到了反演海面风速的精度为1.2m/s至2.2m/s[5,6,7]。而在GPS-R探测土壤湿度实验中，学者们已经证明GPS信号对土壤湿度费城敏感，但由于土壤的传导率、接收机的相
