扇形波束旋转扫描散射计数据地理定位方法研究
Geolocation Method Study on Rotating, Range-gated, Fanbeam Scatterometer Data
微波散射计是海洋监测的重要仪器,具有全天时、全天候工作的特点,在海洋和陆地的探测中起着举足轻重的作用.其在海洋方面主要进行海面风场和海冰监测等方面的应用,而在陆地方面主要用来研究土壤湿度和植被参数.散射计地理定位是散射计预处理的重要组成部分,与遥感的数据质量密切相关.地物的后向散射只有经过地理定位才能形成包含地物位置信息的有效物理量.因此,散射计地理定位研究对保证散射计数据的质量具有重要的意义.本文分析了扇形波束旋转扫描散射计的工作原理及扫描波束对地面点的观测次数,结果表明该散射计在大部分点位的观测次数可以达到4次,有利于风场反演模糊解的去除;利用卫星轨道参数和SGP4模型算法进行卫星轨道仿真,得到了一条仿真卫星轨道;根据天线的参数与工作方式进行RFSCAT散射计的仿真,作为地理定位的数据.本文利用一种改进的patt94算法对RFSCAT散射计仿真数据进行地理定位并利用HY-2散射计数据对该算法的精度进行验证,定位相对精度可以控制在4*10-4°以内.因此,该算法的精度达到预期目的,符合实际应用的要求.地理定位的误差源主要包括卫星的位置误差、卫星姿态误差与仪器指向误差.本文根据天线的观测几何从理论上讨论了这些误差对定位结果的影响,然后将这些误差引入定位算法中,分析算法对这些误差的敏感性程度以及算法本身的稳定性.结果表明,卫星的姿态误差与仪器指向误差对地理定位的影响程度要大于卫星的位置误差.通过定位误差的研究,对控制误差源、提高定位精度具有一定的指导意义.最后,综合考虑地理定位误差源、模型精度与算法精度,提出了该定位算法的最终定位精度.
- 作者：
- 刁宁辉
- 学位授予单位：
- 国家海洋环境预报研究中心
- 专业名称：
- 物理海洋学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 刘建强；孙从容
- 中图分类号：
- P228.1
- 关键词：
- RFSCAT；卫星轨道仿真；地理定位算法；误差分析
- RFSCAT；satellite track simulation；geolocation algorithm；erroranalysis