HY-2卫星地面应用系统综述

海洋二号(HY-2)卫星地面应用系统是HY-2卫星工程五大系统之一,具备HY-2卫星数据的接收、处理、定标和验证以及数据应用等功能。HY-2卫星地面应用系统具备稳定可靠运行的卫星接收系统,接收我国南海、东海、黄海、渤海及东北亚周边海域的实时数据;建设了包括多星运行计划管理、接收预处理、精密定轨、运控通信、数据处理、产品存档及分发服务和业务应用在内的HY-2卫星数据处理中心,每天处理海洋动力环境产品并向国内外用户提供数据分发及应用服务。为了全面的介绍HY-2卫星地面应用系统,本文分别对地面应用系统中主要分系统的组成、功能和业务流程等进行了综述。     

三维有自由表面问题的数值模拟研究

本文采用求解三维弱可压流动模型及带浮力修正的Ｋ－ε两方程湍流模型的方法，用有限差分法数值求解，研究了有密度差的污染物在复杂流场中的对流扩散规律。文中给出一种简单而有效的处理自由面边界的方法，并详细地给出一个三维弱可压的流体动力学计算方法，数值计算表明本文的方法能较好地给出自由面的变化规律、流场的非定常过程及预测了污染物的对流扩散规律。     

L波段海水辐射率模型综述

全球海洋盐度的分布和变化对于海洋生态系统和海洋气候系统都是非常重要的参数。盐度的被动微波辐射遥感虽然在L波段灵敏度最高,但是其在L波段的灵敏度低于其它许多变量,因此对盐度反演模型精度要求很高。通过介电常数模型、海表粗糙表面波谱模型和电磁散射模型的融合,并经过实验数据的比较,可以获得描述海表辐射率的理论模型表达式。概述了目前常见的L波段描述海表辐射率的理论模型和几种半经验模型,利用不同的组合模型Two-scale与Durden &Vesecky x 2结合、SSA与Elfouhaily结合和利用亮温依靠速度的Hollinger和Camps等人的半经验线性模型以及Gabarro等人的半经验模型,归纳了Gabarro等人利用WISE试验数据和EuroSTARRS数据反演盐度的结果,并依据盐度反演的质量对这些模型进行了评估。     

HY-1卫星资料在海洋上的典型应用

HY-1卫星是我国发射的第一颗探测海洋水色的卫星,星上载有10波段COCTS水色扫描仪和4波段CCD成像仪。针对两种传感器数据的特点,分别介绍它们在海洋上的典型应用,对应用算法和生成的应用产品进行了简要说明,并展示了部分应用结果。典型应用的范围涉及到海洋污染、灾害监测,海冰、海温预报,海岸带动态变化研究、海洋渔业环境信息以及海洋初级生产力研究等方面,其中一些产品在日常业务应用中收到较好的效果,说明HY-1卫星作为一颗实验型业务卫星起到了应有的作用。HY-1卫星资料的典型应用为我国后续海洋卫星的研发提供了宝贵的科学依据和实践经验。     

卫星高度计轨道设计的因素分析

卫星高度计轨道的选取需要综合考虑到轨道高度、偏心率、轨道倾角和重复周期等多种因素。对高度计轨道设计中涉及的诸多因素,以及高度计的采样模式进行了分析。通过对多颗高度计轨道设计标准的描述,重点分析了T/P高度计轨道参数的选择。在此基础上,提出了我国HY-2卫星高度计轨道设计的技术方案。     

利用SVM与灰度共生矩阵从QuickBird影像中提取枇杷信息

以福建省莆田市东圳水库库区为例,采用QuickBird卫星影像,利用主成分分析方法对灰度共生矩阵方法提取的地物纹理特征进行筛选,选择最佳的影像纹理特征,组成新的波段组合,并应用支持向量机方法(Support Vector Machine,SVM)进行枇杷树的提取分类,最后与只依靠光谱信息来分类的SVM法分类结果进行比较,其分类总精度由原来的71.33%提高到了86.67%,Kappa系数也由原来的0.6410提高到了0.8293,分类精度明显提高,表明光谱信息加入纹理特征信息能辅助并提升高分辨率遥感枇杷树信息提取的精度。     

海洋二号扫描微波辐射计冷空定标和地球物理参数反演研究

本文研究了海洋二号(HY-2A)扫描微波辐射计冷空定标方法和数据反演算法。针对HY-2A扫描微波辐射计对地观测和定标扫描的设计原理和观测几何,基于微波辐射计的对地观测数据修正进入冷空反射器的地球信号,建立地面观测亮温的冷空反射器权重系数矩阵修正冷空观测信号;基于海面温度、海面风速、水汽含量和云液态含量的微波辐射计辐射传输模型,计算HY-2A扫描微波辐射计不同条件下的各频率极化方式下的理论亮温,建立线性回归模型,拟合不同地球物理参数的反演系数,采用多元线性回归算法反演HY-2A微波扫描辐射计地球物理参数,对比国外成熟微波辐射计数据,得到产品精度。     

海洋二号卫星雷达高度计测高误差校正算法及验证

影响星载卫星雷达高度计测高精度的因素很多,其中大气干对流层延迟、大气湿对流层延迟、大气逆压延迟、电离层延迟以及海况偏差直接影响海表面高度计算精度。本研究开展了海洋二号卫星雷达高度计上述误差修正算法研究,并利用国外较为成熟的Jason-1/2和Topex/Poseidon(T/P)卫星雷达高度计数据产品对海洋二号卫星雷达高度计使用的误差校正算法进行验证。结果表明,海洋二号卫星雷达高度计数据处理时使用的误差校正算法均可满足精度要求。     

海洋二号卫星3个主要载荷风速测量比较

海面风速对海洋中动能的转移、海气间物质和能量的交换具有非常重要的作用。海洋二号(HY-2)卫星搭载的雷达高度计、微波散射计和扫描微波辐射计均可以用来探测海面风速。区别是雷达高度计只能测量星下点风速,微波散射计可以得到宽刈幅的风场(包括风向和风速),扫描微波辐射计可获得宽刈幅的风速。为了更好地分析3个载荷风速测量能力,针对2013年9月19日"天兔"台风影响海域范围内的海面风速,比较了3种载荷的探测结果。结果表明,在小于20 m/s风速范围内,雷达高度计和微波散射计探测到的风速非常接近,标准偏差小于2m/s,而扫描微波辐射计测量的风速比另外两个载荷测量的风速大;在20～35m/s风速范围内,雷达高度计和扫描微波辐射计风速较为接近;在大于35 m/s的高风速区,只有扫描微波辐射计可以探测出风速,但其测量精度还需要进一步验证。     

基于现场观测数据的卫星雷达高度计海面风速和有效波高真实性检验方法研究

卫星遥感产品定量化应用前需通过真实性检验。卫星雷达高度计可观测海面风速大小和有效波高等海洋动力环境参数,而对其进行真实性检验存在不同的时空匹配方法。使用3种不同的时空匹配方法,利用美国国家浮标数据中心(NDBC)现场观测数据对2011年的Jason2海面风速和有效波高产品进行了检验。Jason2海面风速大小和有效波高的均方根误差分别为1.28 m/s和0.28 m,同时结果表明:采用卫星高度计海面风速大小(有效波高)和同步的现场观测数据在一定时间(1 h)和空间(50 km)限制条件下进行对比检验,可以得到合理的高度计海面风速大小和有效波高精度评价结果。 Jason2卫星高度计海面风速大小和有效波高的精度与探测海域有关,其精度在墨西哥湾与西大西洋海域相对较高。