第6章卫星测高数据处理.pdf

第 6 章 卫星测高数据处理 第6章卫星测高数据处理 §6.1引言 目前，国外已发射了GEOS-3、SEASAT、GEOSAT、ERS1/2、T/P 、GFO、ENVISAT 和JASON1/2 等测高卫星，这些卫星收集了一个非常庞大的全球、近实时、全天候数据，为科学研究，由 其是为海洋学、大地测量学、气象、环境等相关学科提供了非常廉价和丰富的信息源。因此， 这些数据的处理是一项非常重要的工作。在目前的科学研究中，用得最多的是地球物理学数 据，即 GDR 数据，然而，测高的原始数据——传感器数据对于测高数据的处理显得更为重 要。我们所使用的 GDR 数据，一般也叫作 1Hz 数据，也就是说数据的组织是一秒钟采集一 个数据记录。而 20Hz （或18Hz）数据，表示的是每秒钟采集20 （或18）个数据。通常， 1Hz 数据是将20Hz （或18Hz ）数据平均（或者内插得到），可以沿着轨道进行计算内插。对 于原始的传感器数据，其数据量庞大、数据结构复杂、数据处理算法实施相对困难，需要具 备高性能计算机和快速处理算法。根据使用目的和数据格式的要求，对传感器数据数据处理 之后，可以生成SGDR 、IGDR、GDR 等一级二级产品。不管是计算海洋大地水准面、重力异 常、海洋潮汐，还是求全球平均海面，主要使用的数据都是1Hz 的GDR 产品。 由于定轨技术和地球重力场模型精度的限制，卫星轨道误差（特别是径向轨道误差）一 直是影响测高卫星观测精度最主要的因素之一。为解决这一问题，先后出现了多种数据处理 方法，如：交叉点平差法、共线平差、整体求解法等。 §6.2卫星测高数据格式 卫星测高收集了全球非常密集的观测数据，其存储管理对数据的使用具有非常重要的意 义。根据卫星测高重复周期特性，一般测高数据按pass 存储，每个pass 存储一个文件，这 种存储方式便于测高数据后续的管理和使用。通常，每个弧段文件存储时，除了存储数据本 身之外，还需要存储该弧段相关的信息，例如：弧段文件名、数据处理软件及版本、处理机 构、文件生成时间、数据获取站点、数据的起止时间、起止经纬度、过赤道经度、数据总记 录数，有效记录数等。 1 武汉大学 雷达高度计观测及应用基础理论 “现代大地测量技术”丛书 §6.2.1 常规二进制格式 测高数据一般按二进制格式存储，例如GEOSAT、ERS1/2、T/P 、GFO 、JASON1 、ENVISAT。 这些测高卫星数据在存储当中，都是在文件起始部分存储基本的文件信息，这部份通常以文 本形式给出。之后才存储科学数据记录，这部分以二进制形式存储。 一般情况下，科学数据记录中元素的类型整型1 字节、2 字节和4 字节比较多，如果该 参数由于其他原因造成数据无效，将存储其为默认值。 表 6.1 测高数据存储类型及大小 数据存储 大小 最小值 最大值 备注 类型 （字节） （默认值） 7 有符号整型 1 -128 2 -1=127 8 无符号整型 1 0 2 -1=255 8 位字段 1 0 2 -1=255 有符号整型 2 -32768 215-1=32767 无符号整型 2 0 216-1=65535