基于多星测高数据的中国近海及邻域平均海平面模型建立及应用研究

摘要

平均海平面是一定时期内的稳态海平面,相对于参考椭球面包含了大地水准面起伏和平均海面动力地形两部分信息,被广泛应用于物理海洋学、地球物理学等领域的研究。卫星测高技术依靠大尺度、全天时、全天候的优势,为建立平均海平面模型提供了一种可靠的手段。
　　 本文联合使用二十多年时间序列的Geosat、ERS-1、ERS-2、T/P、Jason-1、Envisat、Jason-2等多颗测高卫星数据,首先对电离层延迟校正项进行平滑处理,再经过数据编辑和各项地球物理及环境改正后,逐周期进行统计验证并剔除交叉点不符值异常的数据周期,削弱海面时变和径向轨道误差的影响,再经参考椭球和参考框架基准的统一和多星联合交叉点平差,最后选用Shepard方法建立了中国海及邻海海域(0°N-45°N,100°E-140°E)2’×2’分辨率的平均海平面模型。
　　 基于新建平均海平面模型,首先进行了数值检核,与MSS_CNES_CLS10模型在网格点处不符值的均方根为9.06cm,与Jason-1/2卫星自带沿轨平均海平面不符值的均方根约为7～8cm,证明了所建立平均海平面模型的可靠性;然后开展了中尺度涡探测、黑潮流速流向探测等物理海洋学应用示范。
　　 本文使用了几乎全部的可用测高数据,在数据处理的过程中针对传统方法有三点改进,第一点就是针对所有使用的测高数据逐周期进行交叉点不符值检核,剔除异常周期数据;第二点是考虑电离层延迟校正仪器误差影响将原始数据中的电离层延迟校正项进行平滑处理;第三点就是在削弱大地测量任务数据海面时变影响时没有采用已有海面高度异常模型进行改正,而是使用对应时间范围的T/P原始测高数据计算海面高度异常进行改正,从而避免引入已有模型中包含的平均海平面模型先验信息。