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卫星海洋遥感

一、目的进入21世纪，我国先后发射了海洋-1A和1B两颗海洋

探测与监测卫星，用于海洋污染监测，海冰预报，海岸带特征调

查、海洋资源探测等。随着地球资源卫星中分支出海洋卫星,经

过几十年的发展,海洋卫星在海洋监测和研究中发挥着越来越重

要的作用。两颗卫星获取的海洋基础信息在发展我国海洋事业中

发挥了重要作用。

二、技术

海色传感器卫星ADEOS—1发射部门日、美、法传感器

海色温度传感器OETS发射时间1996

SEASTAR美海洋宽视场传感器

SEAWIFS1997EOS-AMI美中分辨率成象光谱辐射计

MODIS1998ADEOS-2日、美、法全球成象仪

GLI1999ENVISAT欧中分辨率成象光谱仪

MERIS1999可见红外扫描辐射计
NOAA-10,11,12,,14,K美甚高分辨率扫描辐射计

AVHRR1991-1998ERS-1欧沿轨迹扫描辐射计

ATSR—11991ERS-2欧沿轨迹扫描辐射计

ATSR—21995ENVISAT欧高级沿轨迹辐射扫描计

AATSR1999微波高度计

ERS-1欧高度计1991

TOPEXPOSEIDON美、法高度计1992

ERS-2欧高度计1995

ENVISAT欧高度计1999

JASON-1美、法高度计1999

合成孔径雷达

ERS-1欧合成孔径雷达SAR(C)1991

ERS-2欧合成孔径雷达SAR(C)1995

ENVISAT欧改进型合成孔径雷达SAR(C)1999

微波辐射计DMSP美多波段微波辐射计SSMI1999

从卫星探测海洋动力参数主要依靠微波传感器，其中高度

计(Altimeter，ALT)最为成熟。ALT通过对海平面高度、有效
波高、后向散射的测量，可同时获取流、浪、潮、海面风速等

重要动力参数。卫星高度计还可应用于地球结构和海域重力场

研究。

继Skylab、Geos—3以及SeasatA卫星之后，美国海军于

1985年发射了Geosat业务化卫星，它为科学家们首次提供了

持续时间长、覆盖范围广的卫星高度计资料，从而揭开了卫星

海洋学和卫星大地测量学崭新的一页。ERS

—1卫星、Topex/Poseidon卫星、ERS—2卫星是目前正在运行

的三颗装有高度计的卫星。其中美、法联合发射的

Topex/Poseidon卫星上同时装载两台高精度高度计，作为全球

大洋环流实验(WOCE)的核心设备，它的成功发射与运行，是卫

星测高技术的一次飞跃。

在阐述卫星高度计工作原理前，首先说明与海平面高度有关

的几个曲面以及引起海平面高度变化的主要因素。

1、参考椭球面(ReferenceEllipsoid)
地球实际上是一个略呈扁形的旋转椭球体。由于万有引力和

惯性离心力的作用，在静止大气层覆盖下静止的水体表面，可

近似视为一个长轴在赤道方向的双轴旋转椭球体，其几何形状

由半长轴和偏心率两个参数确定。这一理想化的数学曲面定义

为参考椭球面，并以此作为实际海平面的零级近似。

2、大地水准面(Geoid)

地球上重力位势相等的各点构成等势面，与平均海平面最为

接近的等势面称为大地水准面，它是一个假想曲面，其形状主

要决定于地球的内部结构和外部形态，是实际海平面的一级近

似。

3、瞬时海面(InstantaneousSeaSurface)

瞬时海面即某一时刻的实际海面。它除了受制于地球重力场

的分布之外，还受到海流、波浪、潮汐、降水、融冰、气压等

海洋和大气过程的影响，是各种复杂环境因素共同作用下的一

种随机瞬态平衡。

4、平均海平面(MeanSeaLevel)

卫星高度计测得的瞬时海面经海洋潮高、固体潮高和有效波

高修正之后，得到所谓平均海平面。但是这一定义本身并不具

有时间平均的含义。如果想得到某段时间内的平均海平面，则
需对上述概念下的平均海平面在该时间段上进行平均。

在海洋学中，平均海平面定义为18.67年天文周期中每小

时潮高值的算术平均值。由于测量上的困难，许多国家选定沿

岸某个验潮站的平均海平面作为全国的平均海平面基准。严格

来说，这种方法只定义了平均海平面的一个参考点，不反映平

均海平面空间起伏和时间变化。由于卫星高度计资料时间跨度

和验潮站资料空间分布的局限，上述两种定义在相当长一段时间

内仍无法统一。

5、海面动力高度(SeaSurfaceDynamicHeight)将平均海平面相对

于大地水准面的偏离，称为海面动力高度，即海洋学

中的海面重力位势差，其范围一般在±1.5m以内。

6、大地水准面起伏(GeoidUndulation)大地水准面相