1、這只是小生整理的資料，僅作參考第一章緒論名詞解釋遙感：在一定距離以外獲取目標的信息，通過對信息的分析研 究來確定目標物的屬性以及目標物之間的相互關系的過程。海洋遙感技術：利用傳感器對海洋進行遠距離非接觸觀測而獲取 描述海洋現象的信息技術。主要組成部分是電磁波為載體遙感技術和 聲波為載體遙感技術。概念掌握遙感技術所使用的電磁波段主要為紫外、可見光、紅外和微波等波 段。紫外（0.20.4 r m），可見光（0.40.7 m，紅橙黃綠青藍紫）， 紅外（0.71000 Rm，近中熱遠），微波（0.1100cm）。遙感的分類（按照遙感方式）主動式：雷達、散射計、高度計、激光雷達等；被動式：照相機、可見光

2、和紅外掃描儀、微波輻射計。氣象衛星分為太陽同步軌道衛星和地球同步或地球靜止軌道衛星。前者在大約800km高空工作，缺點是對某一地區每天只能觀測兩次（紅外和微波傳感器）。后者在大約35000km的高空對地球表面近五 分之一的地區進行氣象觀測，實時將資料送回地面，但不能觀測唯獨 大于55o的地區。衛星海洋遙感的應用：風暴潮災害的衛星遙感監測；巨浪災害的衛星遙感監測；海冰災害的 衛星遙感監測；海嘯災害的衛星遙感監測；海上溢油的衛星遙感監測； 海洋赤潮的衛星遙感監測；海洋變異的衛星遙感監測（海平面上升、 全球變暖、EL-NINO）。衛星遙感的特征：能夠獲取長時間、大范圍、近實時和近同步監測 資料;全天

3、時、全天候，如微波能夠穿透云層。分類：氣象衛星，海洋衛星和陸地衛星。海洋參數：海表面溫度，海表面鹽度，海平面異常，海流，海表面 風，海浪，海洋內波，懸浮物濃度，葉綠素濃度，色素濃度，水色。第一章1.名詞解釋軌道傾角i：衛星軌道平面與赤道平面的夾角（使用i和Q兩個角 可以確定衛星軌道平面的方位）星下點：衛星在地球表面的投影；星下點軌跡：衛星每繞地球完成一圈公轉在地球表面上形成的一 個不閉合的軌跡。節點：衛星星下點軌跡與此道的交點。升軌：衛星由南向北方運行降軌：衛星由北向南運行節點周期（軌道周期）：相鄰兩個升軌點之間的時間間隔一個PASS：最南端和最北端之間的星下點軌跡，對應半個節點 周期。一個“

4、CYCLE”(一個重復周期)：衛星環繞地球多圈后回到原 來位置對應的星下軌跡。精確的循環軌道或回歸軌道：衛星環繞地球多圈后能恰好回到原來 軌道位置的軌道。準循環軌道或準回歸軌道：星環繞地球多圈后不能正好回歸到原來 的軌道位置，但能近似地回歸到原來的軌道位置。重復周期：衛星從某地上空開始運行，經過若干時間的運行后回到 原地上空時所需的時間。(11)再訪問時間：地球上某一地點被衛星裝載的傳感器先后兩次觀 測的時間區間。(12)太陽同步極軌軌道：衛星在每天的同一當地時間穿過赤道的軌 道。軌道傾角i 一90，這顆衛星就能經過南極和北極地區，也稱為近 極軌軌道。(13)地球同步軌道：衛星環繞地球角速度的

5、緯向分量=地球自轉角速 度，軌道傾角i=0的軌道。(14)高度計衛星軌道：為監測衛星與地球之間的距離、海表面地形 等而專門設計衛星軌道，略高于太陽同步軌道。(15)光學分辨率：根據瑞利判據，能夠使兩個像元恰可分辨的兩個 物體的最小角距離。(16)微波雷達的分辨率：相鄰兩個盲點的角距離之差。(P”)2.概念掌握d , GM 1 GMT 2 R + h - r - ()13 二(24兀2h：衛星高度，m：衛星質量,R :代表地球半徑，人光學分辨率的最小分辨角:60 =技2-空間分辨率：d - HAa= 1.22Hk 人光學分辨率的最小分辨角:60 =技2-空間分辨率：d - HAa= 1.22Hk

6、 / D人一光的波長D一望遠鏡物鏡的孔徑H望遠鏡和地球表面的距離 微波雷達的分辨率:e - 0 D 空間分辨率頂=Hk / D D一接收天線的長度三種掃描技術交叉軌道特點；沿軌或推掃式掃描；混合垂直軌道掃描無論是光學裝置還是微波雷達，它們的角分辨率由入/ D唯一確 定；它們的空間分辨率由入、D和r三個參數確定。第三章電磁輻射1.名詞解釋微波：微波也是一種無線電波；在無線電波范圍內，微波的波精品文檔長最“微小”，所以被稱為微波。,極化：任何電磁波都可以分解成水平極化和垂直極化兩個部分。 水平極化的電場與參考平面垂直，垂直極化的電場與參考平面平行。立體角：假設電磁波從波源dA自發輻射，到達半徑為R

7、的球面的一個波束對應著一個立體角微分元。招=哲=sin 6 de魂R 2,輻射能Q：表示輻射能量的多少，J。輻射通量中：單位時間里通過一個面積的能量，W。輻射強度I ：點光源在特定方向上單位立體角的輻射通量，W*sr（-1）。輻亮度L （出射輻射）:沿輻射方向單位面積和單位立體角的輻射通量。亮度引入射輻射）：沿輻射方向單位面積和單位立體角的輻射通量，主要被用來描述“亮溫”或“亮度溫度”。光譜輻亮度：代表在單位波段內沿輻射方向單位面積和單位立體角的輻射通量。輻照度E：表示通過單位面積的輻射通量。光譜輻照度E（入）：輻照度相對于頻率或波長的能量分布。根據能量守恒定律，對于入射的“光譜的”輻照度，我

8、們有：E （人）=E （人）+ E （人）+ E （人）式中i表示入射，r表示反射，a表示吸收，t表示透射。吸收率a（入）反射率r（入）透射率t（入）r （人）=E ra （ ） = t （入）=El-iII且有a （人）+ r （人）+ t （人）=1發射率。（入）：也被稱為一個物體的灰度，以鑒別它距離黑體的靠 近程度。菲涅耳反射率？：反射的輻亮度與入射的輻亮度之比。（尸93） 反射率r：反射的輻照度與入射的輻照度之比。黑體：發射率e等于1的理想輻射體，黑體發射的輻亮度只與 溫度有關。e小于1的為灰體。黑體輻射定律：黑體發射的輻亮度是它的溫度和所輻射的電磁波波 長的函數。亮溫：如果已知海面發

9、射的輻亮度，那么利用普朗克輻射定律 或者瑞利-金斯定律可以計算海表面溫度（SST）。這樣獲得的溫度不 是海水的真實溫度，它被稱為海表面的亮溫。基爾霍夫定律：如果介質處于局部熱力學平衡條件下，那么它吸收 能量的速率和輻射能量的速率相等。e（k） = a）另一種等價表達：M（X,T） = a（X）M（X,T）1black （11）普朗克輻射定律：黑體發射的輻亮度是它的溫度和所輻射的電 磁波波長的函數。公式：g =絲L無 exphc/(k Tk) -1b將 f 入=c、df =-(c/ 入 2) d 入 以及 L (入)Id 入 I = L (f) Idfl代入，可獲得另一表達形式:L( f)代入，

10、可獲得另一表達形式:L( f)=2hf 31cT exphf /(kT) -1(12)瑞利-金斯定律：利用普朗克定律將輻照度E (f) = n L (f)對頻 率積分，獲得斯忒藩-玻耳茲曼定律E = T E ( f ) df = 2 k ： 5 T 4 = b T 415 c 2 h 30式中。=5.67*10-8 W.m-2.K-4 是常數。般地，地表物體以地表溫度T (大約300K)輻射。如果頻率？低 于600GHz，那么不等式hf/(kbT)1成立?？色@得泰勒公式的一階展開式exp hf/( kT)蘭 1 + hf /(kT)把此式代入普朗克定律，可獲得瑞利-金斯定律L(f)三(2 f

11、2、/c2)T(13)維恩位移定律：“廣b/ T這就是維恩位移定律。式中b = 2.8978*10-3 m . K。根據此定律， 表面溫度越高的黑體的輻射峰值對應的波長越低。(14)菲涅耳反射率？： n =復折射率n與相對電容率er。2.概念掌握宇宙中的“黑洞”(black hole)不是黑體。黑洞的吸收率等于1，發射率等于0，不滿足基爾霍夫定律的條件，它的質量和能量在不斷地增加，并不保持平衡。黑體輻射的簡單推導:有普朗克輻射定律:L(k 有普朗克輻射定律:L(k )=膈 exphc/(k Tk) -1bk 一電磁波波長C一光速h普朗克常量kb 玻耳茲曼常量T一黑體溫度 將 f 入=c、df

12、=-(c/ 入 2) d 入 以及 L (入)Id 入 I = L (f) Idfl 代入式，可獲得另一表達形式:L( fL( f )=2hf 31CT exphf /(kT) -1利用普朗克定律公式，將輻照度E (f) = n L (f)對頻率積分，獲 得斯忒藩-玻耳茲曼定律孚2k 4兀5E = j E(f )df =T4 =cT415c2h30式中。=5.67*10-8 W.m-2.K-4 是常數。一般地，地表物體以地表溫度T (大約300K)輻射。如果頻率f低于600GHz，那么不等式hf/(kbT)1成立?？色@得泰勒公式的一階展開 式exp hf/( kT)蘭 1 + hf /(kT)

13、把此式代入普朗克定律公式，可獲得瑞利-金斯定律L(f)三(2 f 2k / c2)Tbc = f k頻率一般采用GHz作單位，1GHz = 103MHz = 109 Hz波長一般采用nm作單位，1nm = 10-3 u m = 10-9 m第四章散射和吸收1.名詞解釋復折射率：n = E n是電磁波從空氣向海水傳播時在海 水的折射率，n表示電磁波在介質內部傳播的衰減程度。穿透深度:輻照度在海水中傳播衰減為初始值的1/e所經過的距 離。衰減系數：衰減系數k.（人）包括吸收系數kb（2和散射系數七（X），它 們分別描述電磁波在傳播中由于介質吸收和散射產生的衰減輕重程 度。光學深度：衰減系數沿傳播路

14、徑上的積分。漫衰減系數、光束衰減系數：使用不同方法測量的衰減系數可分為漫衰減系數和光束衰減系數。前者是在自然光場下測量獲得；后者在人為設置的“準直光束”光 場條件下測量。體積散射函數：單位長度、單位立體角內散射的輻射能與入射 的總輻射能之比。注意：海水的散射主要集中在前向散射，前向散 射占90%，后向10% （匕）大氣窗:通過大氣的太陽輻射或地球大氣輻射將被大氣中某些氣 體所吸收，這些吸收隨波長的變化很大，在某些波段的吸 收很強，而在另一些波段的吸收則很弱，在這些吸收最弱 的波段，太陽輻射和地球大氣輻射可以象光通過窗戶那樣 透過大氣，這些波段稱做大氣窗。大氣窗主要出現在強吸 收帶或線之間。2.

15、概念掌握輻射計探測的輻亮度L = L (1 -1) + te L + (1 - e )(1 -1)L AS SSAL一輻亮度，LA一與大氣溫度相同的黑體輻射，LS 一與海表面溫度相 同的黑體發射的輻亮度，t一大氣的透射率，t(1 - eS )(1 -1)LA 一到達衛 星輻射計的輻亮度。米氏散射條件：q (粒子的周長與電磁波波長之比)小于1的球 形粒子對電磁波的散射。瑞利散射條件：q遠小于1的球形粒子對電磁波的散射。第五章水色遙感與輻射計1.名詞解釋輻射計：一種被動遙感傳感器；根據波段大小的分類一一可見 光和近紅外輻射計、紅外輻射計、熱紅外輻射計、微波輻射計。水色和海色：水色(water co

16、lor)或海色(ocean color)是太陽 光經水體或海水散射后，可見光和近紅外輻射計監測到的散射光的顏 色。水色三要素：浮游植物的葉綠素、無機的懸浮物和有機的黃色 物質。水色三要素的種類和濃度決定了水體的顏色。初級生產力：單位面積（平方米）的海面在單位時間（小時、天、 年）內浮游植物中碳元素的增長量（毫克、克），單位mg .葉2 . a-1。意義一初級生產力描述在單位面積海面以下的水柱浮游植物通過光 合作用固定碳的凈速率。第一類水體：浮游植物及其“伴生”腐殖質對水體的光學特性 起主要作用的水體。第二類水體：無機懸浮物（如淺水區海底沉積物的再次懸浮物和河流 帶來的泥沙）或黃色物質（又稱溶解

17、的有色有機物）對水體的光學特 性有不可忽視的明顯作用的水體。離水輻亮度：被表層海水散射的太陽輻射，不是海水自發輻射， 與海水發射率無關。遙感反射率：太陽光離水輻亮度的標準化形式。R*）的定義：R （X）= U；?）= 3 d ，0Lw （入）是太陽光在海面的離水輻亮度，Ed （入，0+）是太陽光在海 面的下行輻照度，F0（x ）代表平均日地距離處大氣層外垂直入射的太 陽輻照度。海洋水色的生物光學算法：分析算法；波段比值模型的分析基礎；基于藍綠比值的SeaWiFS 經驗算法;基于藍綠比值的MODIS經驗算法;基于藍綠比值的CZCS 經驗算法。二類水體的水色反演算法：代數法和非線性最優化法；主成分

18、分析法和人工神經網絡方法；經 驗算法；葉綠素-a垂向最大值的經驗算法。2.概念掌握由可見光和近紅外輻射計（水色遙感）：遙感海水的葉綠素濃度、 懸浮泥沙濃度、海水漫衰減系數等。紅外輻射計：氣象和陸地衛星上，遙感雪、冰、氣溶膠、薄卷云等。 熱紅外輻射計：主要應用在氣象和海洋衛星上，遙感海面上空水汽 含量、大氣剖面溫度和濕度、海表面溫度等。微波輻射計：主要應用在海洋衛星上，遙感海表面溫度、海面風速 和風向、海面上空水汽含量、可降水量等。水色衛星遙感的大氣校正方程L （X） = L （X） + L （X） + T（X, 0）L （X） +1（k, 0）L （k）iRArw式中Li（入）代表衛星探測的輻

19、亮度，腳標i代表傳感器第i個通道； LR（入）代表大氣的分子散射的輻亮度，腳標R是Rayleigh的英文首 字母，大氣分子對所有波段電磁波的散射均屬于瑞利散射;LA（入）代 表氣溶膠散射的輻亮度，腳標A是氣溶膠的英文首字母；Lr （入）代 表海面的鏡面反射，也稱為太陽耀斑，太陽耀斑應該避免；t（入，。）是 大氣的漫透射率，T（入，。）是大氣的直接透射率，入是傳感器第i個 通道對應的波長；。是衛星天頂角；Lw（入）是離水輻亮度。(6)MODIS的大氣校正方程L (X) = L (X) + L (X) + L (X) + tL (X) + tL (X) + TL (人)iRARAwWCr式中Li

20、(入)是衛星能探測到的波長為的輻亮度，Lr(X)是大氣分子瑞 利散射的輻亮度，La(X)是氣溶膠散射的輻亮度，L)是大氣分子和 氣溶膠粒子多次散射的輻亮度，L(X)是離水輻亮度，乙叱(X)是海浪破 碎生成白冠(white caps)引起的輻亮度，Lr (入)是海表面的鏡面反 射，t是大氣的漫透射率，T是直接透射率。輻照度與輻亮度的關系：E(X) = j L(X)cosOdQ離水輻亮度Lw(入,0)與海面下的向上輻亮度的關系是L (X,0) = LLu(X，0一)(n)2式中Lu (入,0)代表海面下的向上輻亮度，自變量“0- ”表示表 示剛好處于水表面以下下角標“u”表示向上輻亮度；n是海-氣

21、界面 復折射率的實部，它也稱為折射率；在可見光和近紅外波段，n 1.33 ;在式子的分母中，(，)2表明光波由海水到大氣傳播時光束立 體角的變化能夠帶來輻亮度的變化。第六章熱紅外輻射計名詞解釋（報唔到）概念掌握.熱紅外波段對應于300 K的地球表面自發輻射的輻亮度最大的波 段。根據普朗克黑體輻射定律，在熱紅外波段輻射計接收到的輻射功 率代表著地球表面的“冷”或者“熱”，因此，地球表面自發輻射最 強的波段被稱為熱紅外波段。與地球反射的可見光相比，熱紅外信號 一般較弱；但是，由于其波長比可見光波長要長，具有較大的繞射能 力和穿透能力，不易受到霧、煙塵和氣溶膠的影響；即使穿過大氣層， 熱紅外遙感也能

22、夠測到比較清晰的圖像。紅外輻射計在大氣、海洋、陸地環境和資源調查方面的應用日 益廣泛，主要用于探測云層、海水、陸地的表面溫度、葉綠素濃度和 植被構成。與紅外輻射計有關的輻射計一般分作兩類：可見光和近紅外輻射 計、熱紅外輻射計。大氣和海洋的紅外特性：接近黑體輻射的大氣3-4rm、8-9Pm、 10-12Rm、11 pm窗口； 8 Rm窗口對水汽的改變非常敏感。整層大氣的傳輸方程L (氣,七)=L0 5 + fp (T,人. )(1 匕)衛星接受到的輻射=經大氣衰減的表面輻射+大氣路徑輻射根據普朗克函數重寫上式，同時假定海面為黑體，f (T,人)二 f (T ,人)t + f (T,人)(1 -1

23、)P i i P s i i P i i可以看出，Ti是T平均、Ts和ti的函數。利用泰勒級數的第一級，對T的每個通道展開：f (T ) = f (T ) + f 7 (T - T )P 4 P SdT Ts, 4 st = exp( 一 mV sec o )M = 1 -1把上式帶入輻射傳輸方程，整理得到兩通道的方程:T - T = (T - T )Mss 4T - T = (T - T )Mss 5SST算法的分裂窗形式T = T -T(T -T) r = (1 -14)/(t 4-t5)是從一組海洋上的溫度和濕度無線電探空數據中估算出來。第七章微波輻射計1.概念掌握微波能夠穿透較薄的云層

24、，故星載微波輻射計被稱為全天候衛 星探測器。微波輻射計可以全天候探測海表面溫度、鹽度、風速、大 氣垂直溫度和濕度剖面、大氣中的水汽含量和可降水量。影響微波探測的因素：水汽和氧氣的吸收、海表面的粗糙度、電離 層、宇宙背景微波輻射等。衛星觀測方向與垂線的夾角。被稱為衛星的天頂角(zenith angle) 或觀測角(view angle),微波輻射計接收到的海面輻亮度的大小受觀 測角。影響很大。按測量目的區分，微波輻射計可分為探測儀和成像儀：探測儀主要應用在氣象衛星上，波段多選擇在氧氣和水汽吸收帶和附 近頻率，用于測量大氣垂直溫度和濕度廓線，要求大尺度低分辨率， 通常采用垂直軌道掃描方式；成像儀主

25、要應用在海洋衛星上，波段(C、X、K波段)頻率通常較 低，分辨率要求較高，通常采用圓錐形掃描方式。衛星觀測方向與垂線的夾角。被稱為衛星的天頂角(zenith angle) 或觀測角(view angle)，微波輻射計接收到的海面輻亮度的大小受觀 測角。影響很大。風向的180度不確定性：海浪在順風方向和逆風方向上的能量分布 完全不一樣。然而，當衛星傳感器沿順風方向或者逆風方向觀測海浪 時，它并不能有效地分辨波浪究竟是沿順風方向或者逆風方向傳播。 在遙感監測中，這種現象被稱為風向的180度不確定性，即在逆風方 向(方位角少=0)和順風方向(方位角=180)時，海表面亮溫 的大小非常接近。因此，風向

26、的180度不確定性也會導致L波段(f=1.4GHz )微波輻射計對海表面鹽度反演的較大誤差。平靜海面的微波發射率：根據適合兩介質界面處的基爾霍夫定律，海面發射率e與菲涅耳反射率？關系是e (0) = 1-P (0)HHe (0) = 1 -P (0)vv式中右下角的“H”和“V”分別表示水平極化和垂直極化，。是 觀測角。使用微波輻射計可以遙感海表面溫度、海表面鹽度和海上風速等 物理海洋參數。目前提出的粗糙海面發射率模型包括兩尺度模型和直接發射模型 兩類。輻射計接收到的海面輻射用輻亮度L表示。根據瑞利-金斯定律， 輻亮度在微波波段與溫度呈線性關系。在不考慮大氣校正時，輻射計 探測到的海面亮溫T與

27、海表面溫度T關系為：Tb = eT，e為粗糙海 bs面發射率?，F場測量和粗糙海面亮溫模型的理論計算結果均表明，粗糙海面的亮溫不僅是海表面溫度和海表面鹽度的函數，而且是海面風速和風向的函數。(12)第八章散射計名詞解釋散射計：一種專門監測全球海表面風的主動微波雷達。主要是利用 后相散射系數與方位角之間的關系反演全球風場；用衛星攜帶的散射 計可獲得全天候、高分辨率的全球海洋近表面風資料。例如：觀測極 地的浮冰和陸地冰。鏡面反射：海表面上許多像鏡子似的小平面對電磁波產生的反射， 這些小平面的尺度應大于被反射的電磁波的波長；粗糙海面發生的反 射，也稱為鏡點反射。P 231后向散射：在粗糙表面發生散射中

28、，電磁波所有的入射方向上 的散射統稱為后向散射。概念掌握散射計反演風場原理歐空局ERS1/2衛星采用前、中、后三個天線依次探測海洋上同一個 25kmX 25km的面積元，即同一個面積元被連續探測三次，三個天線 發出的電磁波束在海面的投影與衛星在海面的軌跡分別有45o、90o 和135o的夾角。對同一個點元，三個天線探測的入射角也各不相同， 入射角的分布范圍是18o到58o。依據反演的算法，每個天線的測量 給出一個方程，三個天線的測量給出的三個方程組成一個方程組。氣dB = 10log(c 0)如果b0是100, c dB就是20分貝；如果b0是0.001,。0dB就 是-30分貝。對于無風平靜

29、海面，入射電磁波將發生鏡面反射，反射特性由菲涅 爾系數確定。隨著風速和海面粗糙度的增加，鏡面反射減小，后向散 射增加俱廈網噓利和七噓明野射M胃食向*ig ”的混明輯虻if一尤布喇格共振散射尸233布喇格共振條件是 人=2人-sin0或k七2k d *sin0式中k是波數，入是波長，。是入射角，即雷達波束與海面垂線的夾 角。下圖給出了雷達發射的電磁波與海表面毛細重力波之間產生布喇格 共振條件的示意圖。當2人sin0 = 2ABsin0 = 2BC，等于雷達波長入radar時，從海面water上后向散射的電磁波有相同的相位(phase)，具有相同相位的電磁波 相遇產生布喇格共振。第九章高度計1.名

30、詞解釋高度計：高度計是通過向海面發射尖脈沖，并接受返回脈沖信號來 進行觀測，是一種主動遙感傳感器。使用高度計(altimeter)可以實 現對海表面高度SSH、有效波高SWH、海面地形等動力參數的測量， 同時可以獲取海流、海浪、潮汐、海表面風等動力參數信息。高度計觀測的重點在于確定相對大地水準面的海面高度。地形幾何學：包括大地水準面、參考橢球面、大地準面起伏、海面 高度或者海表面地形、海表面高度、海表面異常、海平面、海平面高 度、海平面異常等。參考橢球面：僅在重力和離心力作用下質量均勻的地球形狀。大地水準面起伏（波動）：大地水準面相對于參考橢球面的距離。大氣水準面：沒有外力和內部運動時海面的形

31、狀。海面地形：海表面相對于大地水準面的距離；是由海流、潮汐 和中尺度渦等海水運動和大氣壓變化引起的，幅度的量級為1m。海表面高度、海表面異常：海表面高度是指海表面相對于參考橢 球面的距離；海表面異常是指海表面相對于平均海表面的偏差。海平面、海平面異常：海平面是指高潮時海表面和低潮時的海 表面之間的中值；海平面異常指海平面相對于平均海平面的高度。2.概念掌握 兩種衛星高度計：雷達高度計；激光高度計；前者發射和接收海面返回的微波，后者發射和接收海面返回的激 光。我國神舟飛船留軌艙攜帶的是激光高度計，國外衛星通常攜帶的 是雷達高度計。海面地形反映了大氣和海洋現象導致的海面相對于大地水準面的 變化。大

32、地水準面描繪了海洋的穩態部分，海面地形描述的海面的動 態變化。海面地形包含了穩態和非穩態兩部分。穩態部分如灣流和黑 潮的平均流；非穩態部分如潮汐、與大氣高度相關的波動、與季節變 化有關的海洋冷然變化、行波、流和渦等。高度計測量的距離指衛星與海面之間呃距離，地球等勢面指具有一 個確定位勢的地球等勢面。R -c 也R R衛星和海表面之間的距離，c是電磁波的傳播速 度， t發射和接收的時間間隔。海面地形另一種計算方法h S R h e H h e H hiiS是衛星到參考橢球面的距離，R是衛星到海表面之間的距離，h是 大地水準面起伏，H = (S-R)是海表面到參考橢球面的距離，hd Q (H-h)

33、是海表面到大地水準面的距離，e,是第i個原因產生的誤差。海面地形是包含海洋動力學信息的物理量。海表面高度：海表面高度表示海表面相對于參考橢球面的距離。SSH S R 1 + h + ei海表面異常：海表面高度與平均海表面高度的偏差。SSA SSH SSH (h + h ) (h + h ) + (e e ) d g d M、i i,i(h - h ) + (e - e,) w h - hd 式中各物理量的字母之上加一橫杠分別代表在若干年內的平均值。高度計的應用大洋環流：目前，利用衛星高度計資料推算大洋環流最簡單的方 法是將平均海平面與大地水準面相減，得出動力高度，再利用地轉方 程，算出大洋環流

34、。海洋潮汐：衛星高度計測量海平面高度本身需要進行潮汐修正， 同時，它能夠給出全球大洋的潮高空間分布。中尺度海洋現象：中尺度海洋現象包括渦旋、上升流和鋒面等。 中尺度現象活動頻繁的區域一般對應較顯著的海平面變化。利用衛星 高度計觀測中尺度渦旋，首先計算一條重復軌跡上的平均海平面高 度，再計算每次重復數據相對于這一平均高度的斜率，然后利用地轉 方程算出垂直于軌跡方向的流速，進而計算其動能。水準面與重力異常：大地測量的基本任務是確定大地水準面與重力 異常。有效波高：衛星高度計測量的“有效波高”數據主要應用在兩個方 面，一是將其同化到海浪數值預報模式中，提供合理的初始場，并改 進和檢驗預報模式；二是用

35、衛星高度計有效波高數據對全球的或區域 的海浪場進行特征分析，如海況、災害性大波要素和海浪場的時空結 構等。海面風速：由于海面斜率分布是由海面風速引起的。風速增加，海 表面的“均方斜率”隨之增加，使得雷達脈沖的側向散射能量增加， 從而導致高度計后向散射截面。0下降。利用這個原理可以測量海面 風速的大小。海冰：利用雷達高度計能準確地測量冰面高度和冰的體積，因而能 跟蹤陸冰層，測量海上冰蓋的消長，監測海冰的分布和運動。這對全 球海平面和氣候變化的研究是至關重要的。水深：根據衛星高度計數據可以繪出相對于基準橢球面的平均海平 面等高線圖。厄爾尼諾現象：利用星載高度計測量出赤道太平洋海域海面高度的 時間序

36、列，可以分析出其大尺度波動傳播和變化的特征，對厄爾尼諾 現象的出現和發展進行預報。目前，從海面動力高度反演大洋環流、赤道流、大洋潮汐以及從高 度計回波反演海面風速、有效波高的反演算法基本定型，由大地水 準面反演海洋重力場的算法也基本定型。全球大地水準面是基礎數 據，不論是民間或軍事上都是重要的，由大地水準面反演得到的海洋 重力場也是地球物理基礎數據，有助于了解海床地質結構例如含油氣 構造等。高度計測量的誤差軌道：軌道誤差包括在軌道半徑測量上的誤差和在軌跡位置確定上 的誤差，時鐘的誤差也產生與軌道誤差等價的誤差。坐標系誤差：坐標系誤差是采用多種不同坐標系使用帶來的。電離層的折射率對電磁波傳播速度影響帶來的誤差。對流層的折射率對電磁波傳播速度影響帶來的誤差：在對流層內， 大氣折射率對電磁波傳播速度帶來的影響也能帶來誤差。海浪造成的粗糙海面帶來的電