Hg – высота геоида или эквипотенциальная поверхность гравитационного поля Земли;
Horb – высота орбиты спутника;
Halt – высота спутника над поверхностью моря;
Hssh – высота морской поверхности с учетом ряда поправок (dHi), связанных с прохождением радиосигнала через – атмосферу, инструментальными ошибками и состоянием подстилающей поверхности: Hssh=Horb – Halt – Σ dHi;
Hdt – динамическая топография отклонения морской поверхности относительно геоида: Hdt=Hssh – Hg ;
Помимо этого спутниковая альтиметрия позволяет анализировать:
• амплитуду скорости приводного ветра;
• высоты волн;
• состояние подстилающей поверхности;
ОСНОВЫ МЕТОДА СПУТНИКОВОЙ АЛЬТИМЕТРИИ
Спутниковая альтиметрия относится к одному из активных методов дистанционного зондирования поверхности с борта космического аппарата. По времени возврата зондирующего радиоимпульса рассчитывается расстояние от спутника до подстилающей поверхности, что позволяет определить высоту морской поверхности.
Диаметр сегмента подстилающей поверхности, с которого происходит отражение радиоимпульса, зависит от частота его повторения. Для спутников TOPEX/Poseidon и Jason-1 для одиночного импульса при τ = 0.2 нс он получается равным Ds = 2.54 км, а его площадь составляет 5.05 км2, что значительно меньше максимальной величины определяемой конструкцией альтиметра (Ds = 48.1 км).
После касания зондирующим импульсом подстилающей поверхности происходит расширение сегмента, с которого происходит отражение, с последующим вырождением его до кольца, середину которого занимает отраженный сигнал от следующего импульса.
Зависимость формы и площади сегмента подстилающей поверхности, с которого отражается зондирующий импульс альтиметра от времени.
Спутник движется по орбите со скоростью 5.8 км/с вдоль трека. При таком осреднении с интервалами осреднения 1, 0.1 и 0.05 с суммарная площадь, с которой получена информация соответственно составляет 19.75, 6.52 и 5.78 км2.
Изменение площади сегмента подстилающей поверхности, с которого поступает информация, за счет осреднения.
ОСНОВНЫЕ ПОПРАВКИ
На прохождение радиоимпульса альтиметра сильно влияет состояние атмосферы, которое выражается в увеличении времени возврата зондирующего сигнала, что приводит к ошибке определения положения спутника над поверхностью океана. Явление рефракции радиоимпульса в атмосфере можно разделить на следующие виды:
1)рассеяние молекулами воздуха, в первую очередь обусловленное наличием молекул кислорода в составе атмосферы (поправка на «сухую» тропосферу);
2)поглощение водяным паром и облаками (поправка на влажность);
3)рассеяние на свободных электронах в ионосфере (ионосферная поправка).
Дополнительные поправки, обязательные для учета при обработке данных:
поправка на состояние подстилающей поверхности, которая зависит от высоты волны и скорости ветра,
инструментальная поправка,
поправка на отклонении антенны альтиметра от положения надира.
Геофизические поправки:
• поправка обратного барометра,
• приливные поправки.
СТРУКТУРА БАЗЫ ДАННЫХ СПУТНИКОВОЙ АЛЬТИМЕТРИИ
Структура большинства баз данных спутниковой альтиметрии состоит из следующих групп:
• пространственно-временное положение спутника;
• высота спутника над подстилающей поверхностью;
• поправки, влияющие на время возврата зондирующего импульса (инструментальная поправка, поправка на состояние подстилающей поверхности, поправки на влияние окружающей среды);
• результаты анализа формы отраженного импульса (значимая высота ветровых волн, коэффициент обратного рассеяния, модуль скорости приводного ветра);
• дополнительная геофизическая информация (поправка обратного барометра, высоты геоида и средней морской поверхности, высоты приливов — морского, солнечного, твердой Земли и полюсного, данные батиметрии).
Часть информации получается в результате обработки исходных данных полученных с борта ИСЗ, другая — как результат модельных расчетов.
Литература:
1. Н.П. Грушинский Теория фигуры Земли
2. С. А. Лебедев Основы спутниковой альтиметрии
3. А.В. Елагин ТЕОРИЯ ФИГУРЫ ЗЕМЛИ
4. http://knowledge.allbest.ru/physics/3c0b65625a2bc69a4c53b89521306c27_0.html