测高数据实际应用干涉 测距精度可达纳米量级

2021-08-18 15:59:50

中科院海洋研究所研究员徐永生团队在海面三维高度变化的同步观测方面取得新进展。继2020年在国际上首次实现宽刈幅干涉高度计海上定标之后,近期,该团队又首次实现了海洋宽刈幅干涉测高数据的实际应用。相关成果在线发表于《地球科学与遥感快报》。

据介绍,传统海洋雷达高度计卫星具有覆盖全球的优势,但难以分辨海面较小尺度上的变化。干涉测量则能把微小变化转化为易于测量的干涉相位变化并加以放大,以激光干涉仪为例,它的测距精度可达纳米量级。

干涉测量的概念正应用于卫星海洋遥感,成为新一代海洋遥感发展的趋势。然而,干涉测量中相位测量的敏感性大大增加了其实现难度,对载荷、海上定标等技术要求甚高,目前,还没有成熟的海洋干涉遥感卫星出现。

2019年4月,徐永生研究团队与航天科工集团二十三所等单位合作,在青岛附近海域进行了一次宽刈幅干涉高度海上定标试验。如何通过单点的海面高度序列测量定标宽刈幅干涉高度计三维海面高度观测,是试验面临的经典难题。徐永生提出通过时间域与空间域能量密度间的关联性定标干涉高度计的方法,创新性地解决了这个问题并成功定标。

“试验结果初步显示出了宽刈幅干涉高度计观测的优势,直接呈现出海浪场引起的三维海面高度变化,而之前的大面积海浪场的遥感观测只能通过其对后向散射系数的影响间接体现。” 徐永生表示。

高分辨三维海面高度变化的同步观测为海浪研究提供了丰富的信息,而新型数据急需新的分析方法。徐永生团队继而开发了第一个基于三维高度变化的海浪参数反演方法,能够精确获取海浪波向、波长、有效波高等参数。

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