[發(fā)明專利]一種異源衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)融合方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710200397.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN106970385A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振昌;高麗斌;王長纓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/88
• 分類號(hào): G01S13/88;G01S11/02;G01C13/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊,薛金才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異源衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)融合方法。

背景技術(shù)

近年來，我國在海洋防災(zāi)減災(zāi)、服務(wù)民生等方面取得了一定成效。科技的發(fā)展以及新技術(shù)的應(yīng)用為海洋環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)和國防安全建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支持。然而，目前我國的海洋動(dòng)力環(huán)境遙感產(chǎn)品的反演依托國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)；此外，在大部分海域還缺乏有效監(jiān)測(cè)手段，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為貧乏，因此迫切需要能提供大面積實(shí)時(shí)的海洋動(dòng)力環(huán)境遙感產(chǎn)品。我國發(fā)射了自己的海洋衛(wèi)星，用以提高預(yù)報(bào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。但是，不同的衛(wèi)星在衛(wèi)星軌道參數(shù)和空間時(shí)間覆蓋率上存在一定的差距，為了能夠更好的提供衛(wèi)星遙感觀測(cè)產(chǎn)品，就需要利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)把異源衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。

隨著海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，海上活動(dòng)的日益頻繁，海上工程安全及船只航行安全等問題日益突出。為了保護(hù)海洋環(huán)境、保障海上工作的安全以及區(qū)域海洋探索的需要，迫切需要加強(qiáng)海洋海面風(fēng)、災(zāi)害性海浪的觀測(cè)，提供海洋大面積的海水有效波高和有效波高等遙感產(chǎn)品以及通過遙感產(chǎn)品數(shù)據(jù)同化后得到的24-72小時(shí)的風(fēng)場(chǎng)和浪場(chǎng)等預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，在海洋研究中越來越廣泛地應(yīng)用了遙感衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，推動(dòng)了海洋遙感科學(xué)的發(fā)展。遙感衛(wèi)星上的散射計(jì)、高度計(jì)等觀測(cè)手段，對(duì)海洋動(dòng)力參數(shù)的觀測(cè)發(fā)揮了重要的作用。其中衛(wèi)星測(cè)高已經(jīng)成為研究海平面變化的重要手段之一，衛(wèi)星高度計(jì)從最初的單維度、低精度發(fā)展到多維度、高精度，可以以厘米經(jīng)度對(duì)全球海平面高度進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)還可以測(cè)量有效波高和海表風(fēng)速等信息。衛(wèi)星數(shù)據(jù)相對(duì)傳統(tǒng)觀測(cè)方式，具有全天候、高重復(fù)率和高分辨率的優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)海表高度、有效波高、海表風(fēng)速的測(cè)量，可以同時(shí)獲取其他重要的動(dòng)力參數(shù)。隨著衛(wèi)星測(cè)高的觀測(cè)精度提高和數(shù)據(jù)處理方法改進(jìn)，衛(wèi)星高度計(jì)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣。

全球先后發(fā)射了不少衛(wèi)星荷載衛(wèi)星高度計(jì)，它們的工作方式各有不同，測(cè)量精度也基本相當(dāng)，這為融合不同衛(wèi)星高度計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)提供了一定的依據(jù)。另外，不同衛(wèi)星尤其特定的軌道參數(shù)，會(huì)帶來不同的空間覆蓋率及時(shí)間采樣間隔，這些差異又需要我們進(jìn)一步研究不同衛(wèi)星各自的特點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)抉擇，能夠充分發(fā)揮不同衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種異源衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)融合方法。

為實(shí)現(xiàn)上書目，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種異源衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）對(duì)異源衛(wèi)星高度計(jì)的原產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、預(yù)處理；

2）計(jì)算異源衛(wèi)星軌道交叉點(diǎn)位置，提取交叉點(diǎn)一定時(shí)空窗口內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并利用距離加權(quán)方法計(jì)算交叉點(diǎn)位置數(shù)據(jù)；

3）分析異源衛(wèi)星交叉點(diǎn)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，消除系統(tǒng)誤差；

4）校正異源衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在指定的時(shí)間周期內(nèi)采用距離加權(quán)算法得到觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)平均值。

進(jìn)一步的，在所述步驟1）中，對(duì)異源衛(wèi)星高度計(jì)的原產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，需要去除陸上以及冰上的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證不同衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)的一致性。

進(jìn)一步的，在所述步驟2）中，由于異源衛(wèi)星往往具有不同的軌道傾角、軌道高度和重復(fù)周期，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析首先需要提取時(shí)間空間匹配的測(cè)量數(shù)據(jù)；為了保證一定范圍內(nèi)異源衛(wèi)星都有觀測(cè)數(shù)據(jù)，需要提取空間匹配信息，獲取軌道交叉點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)；由于測(cè)量點(diǎn)的離散性，需要進(jìn)行插值或距離加權(quán)計(jì)算出交叉點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，在所述步驟2）中，計(jì)算異源衛(wèi)星軌道交叉點(diǎn)位置，只抽取異源衛(wèi)星同時(shí)都有觀測(cè)數(shù)值的交叉點(diǎn)，放棄某個(gè)衛(wèi)星在交叉點(diǎn)附近沒有觀測(cè)值的點(diǎn)；提取交叉點(diǎn)一定時(shí)空窗口內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并利用距離加權(quán)方法計(jì)算交叉點(diǎn)位置數(shù)據(jù)；在計(jì)算加權(quán)平均值過程中，需要迭代去除大于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)中不存在大于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所得出的數(shù)據(jù)總體平均誤差水平低于單獨(dú)衛(wèi)星的誤差水平。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的異源衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行具體說明。

本發(fā)明的一種異源衛(wèi)星高度計(jì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)融合方法，包括以下步驟：

1）對(duì)異源衛(wèi)星高度計(jì)的原產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除陸上以及冰上的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證不同衛(wèi)星高度計(jì)數(shù)據(jù)的一致性；