空間定位幾種常用的空間定位技術(shù)

空間定位幾種常用的空間定位技術(shù)演示文稿當(dāng)前1頁，總共78頁。第四章、幾種常用的空間定位技術(shù)(2)§4.1、甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量§4.2、人衛(wèi)攝影觀測(cè)§4.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月§4.4、多普勒定位（Transit,DORIS）§4.5、衛(wèi)星測(cè)高2當(dāng)前2頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月一、激光測(cè)距的基本原理1.激光激光LASER（LightAmplicationbyStimulatedEmissionofRadiation）是指光的受激輻射以實(shí)現(xiàn)光放大。當(dāng)激光物質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)時(shí)，由自發(fā)輻射而產(chǎn)生的光子將引起其它原子受激躍遷，從而使光得到受激放大。在光學(xué)諧振腔內(nèi)沿腔軸方向傳播的光受安置在兩端的反射鏡反射而往返傳播，在此過程中不斷引起其他原子的受激躍遷，產(chǎn)生同頻率的光子，使光迅速放大。與腔軸不平行的光則在往返幾次后逸出腔外，從而形成方向性極好的激光。

3當(dāng)前3頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月激光具有下列特點(diǎn)⑴高功率激光器的輸出功率可達(dá)GW級(jí)。⑵激光的譜線很窄，便于在接收系統(tǒng)中用窄帶濾光片來消除天空背景的噪聲，從而大大提高信噪比。⑶激光的發(fā)散角極小，在很遠(yuǎn)的距離上光能量仍能集中在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，有的激光測(cè)距系統(tǒng)發(fā)散角只有2″，在月球表面上光斑直徑也只有4km。4當(dāng)前4頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月一、激光測(cè)衛(wèi)測(cè)距原理2、原理用安裝在地面測(cè)站的激光測(cè)距儀向安裝了后向反射棱鏡的激光衛(wèi)星發(fā)射激光脈沖信號(hào)，該信號(hào)被棱鏡反射后返回測(cè)站，精確測(cè)定信號(hào)的往返傳播時(shí)間，進(jìn)而求出儀器到衛(wèi)星質(zhì)心間的距離的方法和技術(shù)稱為衛(wèi)星激光測(cè)距或激光測(cè)衛(wèi)（SLR:SatelliteLaserRanging)。目前的測(cè)距精度可達(dá)1cm左右

5當(dāng)前5頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月一、激光測(cè)衛(wèi)（SLR)2、原理(續(xù))D=C.⊿t/2+⊿D⊿D為測(cè)距改正數(shù)激光測(cè)距儀帶反射棱鏡的激光衛(wèi)星6當(dāng)前6頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月二、激光測(cè)距衛(wèi)星1、激光測(cè)距專用衛(wèi)星Lageos衛(wèi)星Starlette衛(wèi)星Starlette7當(dāng)前7頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月二、激光測(cè)距衛(wèi)星(續(xù))2、非專用衛(wèi)星ATS-6海洋衛(wèi)星Seasat-1海洋地形試驗(yàn)衛(wèi)星Topex/Poseidon部分GPS衛(wèi)星等。這些衛(wèi)星之所以安裝激光反射棱鏡，主要是把激光測(cè)距也作為一種定軌的手段。

TopexSeasat-1ATS-6GPS衛(wèi)星8當(dāng)前8頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月三、人衛(wèi)激光測(cè)距儀1激光儀分類1)按激光類型來分脈沖式相位式激光測(cè)距儀：是用無線電波段的頻率，對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng)，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間，如右下圖所示。t=φ/ω，D=1/2ct=1/2c·φ/ω=c/(4πf)(Nπ+Δφ)=c/4f(N+ΔN)

9當(dāng)前9頁，總共78頁。三、人衛(wèi)激光測(cè)距儀1激光儀分類（續(xù)）2）根據(jù)其構(gòu)造及精度大體可以分為三代第一代脈沖寬度在10～40ns，測(cè)距精度約為1—6m。多數(shù)采用帶調(diào)Q開關(guān)的紅寶石激光器。第二代：脈沖寬度2～5ns，測(cè)距精度為30～100cm,多數(shù)采用了脈沖分析法第三代：脈沖寬度為0.1～0.2ns,測(cè)距精度為1～3cm，多數(shù)采用鎖模Nd:YAG激光器。能在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的自動(dòng)跟蹤和單光子檢測(cè)技術(shù)?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月10當(dāng)前10頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月三、人衛(wèi)激光測(cè)距儀2.人衛(wèi)激光測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)整個(gè)測(cè)距儀是由：（1）激光器（2）望遠(yuǎn)鏡（3）光電頭（4）脈沖測(cè)量系統(tǒng)（5）時(shí)頻系統(tǒng)（6）伺服系統(tǒng)（7）計(jì)算機(jī)等部分組成的11當(dāng)前11頁，總共78頁?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月四、激光測(cè)距觀測(cè)值誤差改正1）測(cè)距儀儀器常數(shù)改正不同儀器之間的常數(shù)改正地面大氣延遲改正2）觀測(cè)時(shí)間改正△t=△t1+△t2+△t3△t1為工作鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的差異；△t2為工作鐘取樣時(shí)刻和激光脈沖信號(hào)的發(fā)射時(shí)刻之間的差異，也稱為觸發(fā)延遲改正△t3為信號(hào)傳播時(shí)間改正，從激光脈沖離開測(cè)距儀至到達(dá)衛(wèi)星間的時(shí)間，△t3=S/c3）大氣延遲改正4）衛(wèi)星上的反射棱鏡偏心改正5）潮汐改正6）相對(duì)論改正12當(dāng)前12頁，總共78頁。長(zhǎng)春昆明上海北京武漢TROS,Lhasa,Tibet

TROS,Urumqi,China五、SLR的用途現(xiàn)狀及前景

1、激光測(cè)衛(wèi)站

1）中國(guó)已經(jīng)建立的武漢、上海、長(zhǎng)春、北京和昆明等5個(gè)激光測(cè)衛(wèi)站。

2）流動(dòng)激光測(cè)衛(wèi)站：烏魯木齊，拉薩

13當(dāng)前13頁，總共78頁。1、激光測(cè)衛(wèi)站2）國(guó)際上目前在工作的SLR站如圖所示，圖中紅色三角形測(cè)站表示正在工作的測(cè)站，大約有44個(gè)站。

14當(dāng)前14頁，總共78頁。美國(guó)：Mcdonald德國(guó)：GFZ15當(dāng)前15頁，總共78頁。2、用途1）確定地心坐標(biāo)，絕對(duì)定位精度很高。2）定軌3）測(cè)定極移、地球自轉(zhuǎn)、板塊運(yùn)動(dòng)、地殼形變等4）確定地球重力場(chǎng)16當(dāng)前16頁，總共78頁。六、激光測(cè)月（LLR)LunarLaserRanging1、原理用大功率激光測(cè)距儀向安置在月球表面上的反射棱鏡發(fā)射激光脈沖信號(hào)，測(cè)定信號(hào)的往返傳播時(shí)間，進(jìn)而求出儀器到反射棱鏡之間距離的方法和技術(shù)稱為激光測(cè)月?！?.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月17當(dāng)前17頁，總共78頁。L1A15L2A11A142、月球表面上的反射棱鏡§4.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月18當(dāng)前18頁，總共78頁。Apollo-1119當(dāng)前19頁，總共78頁。Apollo-1420當(dāng)前20頁，總共78頁。Apollo-1521當(dāng)前21頁，總共78頁。Lunakhod122當(dāng)前22頁，總共78頁。Lunakhod223當(dāng)前23頁，總共78頁。3、激光測(cè)月的激光觀測(cè)站美國(guó)Texas州的McDonald天文臺(tái)美國(guó)Hawaii州的Haleakala天文臺(tái)法國(guó)的Grasse觀測(cè)站澳大利亞Orrorral站德國(guó)的Wettzell觀測(cè)站24當(dāng)前24頁，總共78頁。3、激光測(cè)月的激光觀測(cè)站美國(guó)Texas州的McDonald天文臺(tái)25當(dāng)前25頁，總共78頁。3、激光測(cè)月的激光觀測(cè)站美國(guó)Hawaii州的Haleakala天文臺(tái)26當(dāng)前26頁，總共78頁。3、激光測(cè)月的激光觀測(cè)站法國(guó)的Grasse觀測(cè)站27當(dāng)前27頁，總共78頁。3、激光測(cè)月的激光觀測(cè)站澳大利亞Orrorral站28當(dāng)前28頁，總共78頁。3、激光測(cè)月的激光觀測(cè)站德國(guó)的Wettzell觀測(cè)站29當(dāng)前29頁，總共78頁。4、用途激光測(cè)月觀測(cè)臺(tái)的地心坐標(biāo)極移，地球自轉(zhuǎn)及全球的板塊運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步完善歲差和章動(dòng)理論月球的運(yùn)行軌道及月球的天平動(dòng)月球重力場(chǎng)的低階系數(shù)L1A15L2A11A1430當(dāng)前30頁，總共78頁。第四章、幾種常用的空間定位技術(shù)(2)§4.1、甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量§4.2、人衛(wèi)攝影觀測(cè)§4.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月§4.4、多普勒定位（Transit,DORIS）§4.5、衛(wèi)星測(cè)高31當(dāng)前31頁，總共78頁。§4.4、多普勒定位（Transit,DORIS）空間定位過程中，空中觀測(cè)目標(biāo)經(jīng)常以光波、電波的形式將其信號(hào)傳送到觀測(cè)站；所以觀測(cè)站就使用這些波信號(hào)來測(cè)量目標(biāo)到測(cè)站的距離。波的參數(shù)：波長(zhǎng)λ:波運(yùn)行一周的距離（米）。頻率f:單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)整周波的次數(shù)（兆赫）。波傳輸速度：C=f×λ(米/秒）波傳輸距離：D=△t×f×λ(米)問題：fS≠fRλD=△t×f×λ=C×△tD32當(dāng)前32頁，總共78頁。一、多普勒效應(yīng)：一）多普勒效應(yīng)的幾個(gè)現(xiàn)象：1、信號(hào)發(fā)射源S與信號(hào)接收處R保持相對(duì)靜止：fS=fR，λS=λRD=△t×fS×λ=C×△t2、信號(hào)發(fā)射源S與信號(hào)接收處R作相向運(yùn)動(dòng)時(shí)：△t不變，傳播速度C不變發(fā)出波個(gè)數(shù)不變：n=fS×△t距離變短:C△t-V△t引起接收波長(zhǎng)變短：λR=(C△t-V△t)/n引起接收頻率變大：fR=C/λR=fS×C/(C-V)D=△t×f×λ=C×△tSRS,R相對(duì)靜止D=C×△tSRS,R相向運(yùn)動(dòng)V△tC△t-V△tS33當(dāng)前33頁，總共78頁。

3、信號(hào)發(fā)射源S與信號(hào)接收處R作背向運(yùn)動(dòng)時(shí)：△t不變，傳播速度C不變發(fā)出波個(gè)數(shù)不變：n=fS×△t距離加長(zhǎng):C△t+V△t引起接收波長(zhǎng)加長(zhǎng)：λR=(C△t+V△t)/n引起接收頻率變?。篺R=C/λR=fS×C/(C+V)D=C×△tSRS,R背向運(yùn)動(dòng)V△tC△t+V△tS34當(dāng)前34頁，總共78頁。

4、信號(hào)發(fā)射源S與信號(hào)接收處R作任意運(yùn)動(dòng)時(shí)：△t不變，傳播速度C不變發(fā)出波個(gè)數(shù)不變：n=fS×△t距離變化與徑向速度有關(guān):C△t+Vcosα×△t引起接收波長(zhǎng)加長(zhǎng)：λR=(C△t+Vcosα.△t)/n引起接收頻率變?。篺R=C/λR

=fS×C/(C+Vcosα)D=C×△tSRS,R任意運(yùn)動(dòng)Vcosα△tC△t+Vcosα△tSαV35當(dāng)前35頁，總共78頁。二）多普勒效應(yīng)的定義當(dāng)電波、聲波等信號(hào)源S和信號(hào)接收處R間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)頻率fR就會(huì)發(fā)生變化而與發(fā)射頻率fS不等。這個(gè)現(xiàn)象由奧地利數(shù)學(xué)和物理學(xué)家多普勒（1803-1853）在1842年首先發(fā)現(xiàn)，所以將這個(gè)現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。D=C×△tSRS,R任意運(yùn)動(dòng)Vcosα△tC△t+Vcosα△tSαV36當(dāng)前36頁，總共78頁。二、多普勒測(cè)量原理

一）多普勒頻移信號(hào)的發(fā)射頻率fS與信號(hào)接收頻率fR之差：△f=-fS-fR稱為多普勒頻移。

D=C×△tSRS,R任意運(yùn)動(dòng)Vcosα△tC△t+Vcosα△tSαV37當(dāng)前37頁，總共78頁。

二）多普勒測(cè)量1、原理D1(t1)D2(t2)S1(t1)S2(t2)38當(dāng)前38頁，總共78頁。D1(t1)D2(t2)D2-D1S1(t1)S2(t2)二）多普勒測(cè)量1、原理（續(xù)）2、符號(hào)問題：fS<fR即:fS-fR<0處理方法:f0=fs+f,f為頻率加常數(shù)，使得f0〉fR39當(dāng)前39頁，總共78頁。

3、多普勒計(jì)數(shù)N：用f0代替fs（

f0〉fR），獲得的多普勒頻移積分稱為多普勒計(jì)數(shù)。f0fstffRt1t240當(dāng)前40頁，總共78頁。三、多普勒定位原理1、已知量：利用地面跟蹤站對(duì)衛(wèi)星已經(jīng)觀測(cè)并確定了軌道（以時(shí)間為自變量，以衛(wèi)星坐標(biāo)為變量的方程參數(shù)），衛(wèi)星坐標(biāo)成為已知量。2、觀測(cè)量：某衛(wèi)星S以頻率fs發(fā)送信號(hào)；R測(cè)站對(duì)t1,t2時(shí)刻分別在S1,S2處的同一顆衛(wèi)星進(jìn)行多普勒測(cè)量；可以計(jì)算［t1,t2］時(shí)段的多普勒計(jì)數(shù)N1,2及距離差:△D1,2=D2-D1

=λS［N1,2–(f0-fs)(t2-t1)］D1(t1)D2(t2)D2-D1S1(t1)S2(t2)41當(dāng)前41頁，總共78頁。幾何原理：接收機(jī)R必然位于以S1、S2為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)雙曲面上，曲面上任何一個(gè)點(diǎn)到S1、S2兩點(diǎn)的距離差均等于△D1,2；同理可以有S2、S3為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)雙曲面(N2,3,△D2,3)。還可以有S3、S4為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)雙曲面(N3,4,△D3,4)。三個(gè)曲面的交點(diǎn)衛(wèi)測(cè)站R。RS1S2S3△D2,3△D1,2RS1S2S3△D2,3△D1,2S442當(dāng)前42頁，總共78頁。

3、觀測(cè)方程：△D1,2=λS［N1,2–(f0-fs)(t2-t1)］=λS［N1,2–△f(t2-t1)］△f=△f0+d△f△D1,2=λS［N1,2–△f0(t2-t1)］-λSd△f(t2-t1)△D1,2=D2-D1建立距離與位置參數(shù)的關(guān)系并線性化：43當(dāng)前43頁，總共78頁。3、觀測(cè)方程（續(xù)）44當(dāng)前44頁，總共78頁。45當(dāng)前45頁，總共78頁。5、單點(diǎn)定位1）一次衛(wèi)星通過，多次測(cè)量：誤差方程中由四個(gè)未知數(shù)，至少測(cè)定4個(gè)多普勒計(jì)數(shù)。對(duì)某顆衛(wèi)星S某次通過共獲得mi個(gè)多普勒計(jì)數(shù),誤差方程為：RS1S2S3S446當(dāng)前46頁，總共78頁。2）i次衛(wèi)星通過，多次測(cè)量：每一次衛(wèi)星通過都有獨(dú)立的頻率漂移參數(shù)：d△fi。得出更多的誤差方程。RS1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S447當(dāng)前47頁，總共78頁。四、子午衛(wèi)星系統(tǒng)一）概述子午衛(wèi)星系統(tǒng)（NNSS–NavyNavigationSatelliteSystem）也稱為Transit。由美國(guó)海軍研制、開發(fā)、管理的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。采用多普勒測(cè)量技術(shù)。48當(dāng)前48頁，總共78頁。二）系統(tǒng)組成1、空間部分衛(wèi)星：太陽能、穩(wěn)定桿朝向地球。衛(wèi)星星座：內(nèi)容名稱TRANSIT衛(wèi)星數(shù)(顆)6軌道數(shù)(個(gè))6衛(wèi)星高度(公里)900-1100運(yùn)行周期(分鐘)107載波頻率(兆赫)400，15049當(dāng)前49頁，總共78頁。

2、控制部分1）衛(wèi)星跟蹤站：4個(gè)，分布在美國(guó)本土4個(gè)洲。2）計(jì)算中心：由36小時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)及所衛(wèi)星軌道，預(yù)報(bào)16小時(shí)，提供給注入站。3）注入站：在其中兩地，將星歷文件注入給衛(wèi)星。4）控制中心：協(xié)調(diào)、管理。5）海軍天文臺(tái)：計(jì)算衛(wèi)星鐘、頻率改正數(shù)。50當(dāng)前50頁，總共78頁。

3、用戶部分：接收機(jī)、氣象儀、讀帶機(jī)、微機(jī)。接收機(jī)：天線及放大器接收單元微機(jī)及微處理器輸出設(shè)備：存儲(chǔ)。51當(dāng)前51頁，總共78頁。三）衛(wèi)星星歷1、廣播星歷：由美國(guó)本土4個(gè)跟蹤站測(cè)量計(jì)算的星歷。精度低（切向:±17m,徑向±26m,法向±8m）原因：分布范圍小跟蹤站數(shù)量少2、精密星歷：由美國(guó)國(guó)防制圖局根據(jù)分布全球的20多個(gè)跟蹤站觀測(cè)資料計(jì)算衛(wèi)星軌道。精度：±2m。52當(dāng)前52頁，總共78頁。四）定位方法1、單點(diǎn)定位：在一個(gè)測(cè)站上對(duì)子午衛(wèi)星進(jìn)行多普勒觀測(cè)，進(jìn)而求得該站的地心坐標(biāo)的方法。100次衛(wèi)星通過，精度3-5米。導(dǎo)航。2、聯(lián)測(cè)定位:在兩個(gè)測(cè)站上同時(shí)對(duì)子午衛(wèi)星進(jìn)行多普勒觀測(cè)，進(jìn)而求得兩站的相對(duì)位置的方法。應(yīng)用普遍。精度公式：m=(1.5m+4.4×10-6×D)/n1/23、短弧定位：將衛(wèi)星坐標(biāo)作為未知數(shù)求定。精度高。多用于建立多普勒網(wǎng)。RS1S2S3S4S1S2S3S4S1S2S3S4S1AS2S3S4B△X,△Y,△Z53當(dāng)前53頁，總共78頁。五、DORIS系統(tǒng)1、DORIS：DopplerOrbitographyandRadiopositionIntegratedbySatellite.法國(guó)研制2、系統(tǒng)組成：空間部分、地面部分、用戶部分3、工作原理：特點(diǎn)：信號(hào)發(fā)射設(shè)備位于地面站，接收設(shè)備位于衛(wèi)星上。4、作用：衛(wèi)星定軌，定位。如TOPEX/POSEIDON衛(wèi)星的定軌。5、定位精度絕對(duì)定位：40次衛(wèi)星通過（一星期）8cm相對(duì)定位：2cm0.1PPM。54當(dāng)前54頁，總共78頁。SatellitewithDORISinstrument（空間部分）B.O.:OrbitographyBeacon

ofthepermanentsystemnetwork

(QuartzUSO

Preciselypositionned

meteodataand

beaconstatustransmission)B.M.:MasterBeacon(B.O.

+Systemtime

andfrequencyreferences+

Instrumentscontrol

&missionuploading)DORISMissionandSystemCenter

UsersBeaconsNETWORK（用戶部分）B.C.:CustomerBeacontobepositionned

(idemB.O.canbefieldpackaged)B.O.T.:TimereferenceandOrbitographyBeaconDORISGROUNDSEGMENT（地面部分）DORIS系統(tǒng)構(gòu)成：55當(dāng)前55頁，總共78頁。六、多普勒定位系統(tǒng)的應(yīng)用及現(xiàn)狀一）應(yīng)用1、衛(wèi)星定軌2、建立衛(wèi)星大地網(wǎng)，改善天文大地網(wǎng)3、建立地球模型建立GEM5，GEM7，GEM9地球模型時(shí)可分別用到了27萬，33萬和48萬多個(gè)多普勒觀測(cè)值。

4、測(cè)定地球自轉(zhuǎn)參數(shù)：測(cè)定極移

S1S2ABS3S456當(dāng)前56頁，總共78頁。SPOT2TopexGPS衛(wèi)星六、多普勒定位系統(tǒng)的應(yīng)用及現(xiàn)狀二）現(xiàn)狀1、子午衛(wèi)星已關(guān)閉，被GPS取代。2、多普勒方法的繼續(xù)應(yīng)用一些衛(wèi)星，如SPOT2，TOPEX/POSEISON等至今仍在采用多普勒測(cè)量（DORIS）的方法進(jìn)行精密定軌。許多GPS接收機(jī)在提供測(cè)碼偽距和載波相位測(cè)量觀測(cè)值的同時(shí)也向用戶提供多普勒觀測(cè)值，用以測(cè)定用戶的三維運(yùn)動(dòng)速度和探測(cè)修復(fù)周跳等。57當(dāng)前57頁，總共78頁。第四章、幾種常用的空間定位技術(shù)(2)§4.1、甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量§4.2、人衛(wèi)攝影觀測(cè)§4.3、激光測(cè)衛(wèi)和激光測(cè)月§4.4、多普勒定位（Transit,DORIS）§4.5、衛(wèi)星測(cè)高58當(dāng)前58頁，總共78頁?！?.5衛(wèi)星測(cè)高一、提出1、概念通過SLR、GPS、DORIS等手段精確確定測(cè)高衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道；同時(shí)又利用安置在衛(wèi)星上的雷達(dá)測(cè)高儀測(cè)定至瞬間海水面間的垂直距離來測(cè)定地球重力場(chǎng)，研究海洋學(xué)、地球物理學(xué)中的各種物理現(xiàn)象的方法和技術(shù)稱為衛(wèi)星測(cè)高。

59當(dāng)前59頁，總共78頁?！?.5衛(wèi)星測(cè)高2、雷達(dá)測(cè)量通過對(duì)從物體表面反射的較高頻無線電波的分析發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處的物體并測(cè)定其位置、速度或其它特征的過程叫雷達(dá)測(cè)量。3、提出雷達(dá)技術(shù)成功用于雷達(dá)測(cè)距：定位、測(cè)速精度高傳播速度達(dá)到光速穿透性極強(qiáng)60當(dāng)前60頁，總共78頁。1）可以利用雷達(dá)波面進(jìn)行面狀信息連續(xù)測(cè)量*掃描斷面測(cè)量*掃描測(cè)高技術(shù)61當(dāng)前61頁，總共78頁。2）機(jī)載測(cè)高技術(shù)：區(qū)域地形圖62當(dāng)前62頁，總共78頁。3）機(jī)載掃描三維數(shù)據(jù)系統(tǒng)：測(cè)高技術(shù)、GPS、雷達(dá)掃描獲得連續(xù)的三維地面信息：地形圖。63當(dāng)前63頁，總共78頁。4、星載雷達(dá)測(cè)高技術(shù)即系統(tǒng)的建立：1）雷達(dá)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展2）綜合技術(shù)及系統(tǒng)的發(fā)展3）全球(海洋)連續(xù)數(shù)字信息快速準(zhǔn)確的需要。4）外空資源的勘探要求。20世紀(jì)90年代美國(guó)國(guó)家宇航局（NASA)開始研制地球科學(xué)激光測(cè)高系統(tǒng)（GeoscienceLaserSystem-GLAS).2001年7月發(fā)射激光測(cè)高衛(wèi)星-ICESAT(Ice,CloudandlandElevationSatellite)64當(dāng)前64頁，總共78頁。二、星載雷達(dá)測(cè)高原理1、定位衛(wèi)星上帶有GPS、DORIS接收機(jī)或SLR反射鏡?？梢詼y(cè)量計(jì)算激光衛(wèi)星的地心坐標(biāo)（X,Y,Z)-〉(B,L,h)。65當(dāng)前65頁，總共78頁。二、星載雷達(dá)測(cè)高原理2、測(cè)高從衛(wèi)星發(fā)射雷達(dá)脈沖，經(jīng)地面反射后由衛(wèi)星接收的傳播時(shí)間，及雷達(dá)波發(fā)射中心到地面雷達(dá)波斑點(diǎn)的空間方向。1)測(cè)高公式：a=c△t/2=c(tr-tT)/2XYZ地心O激光斑點(diǎn)P測(cè)高衛(wèi)星S66當(dāng)前66頁，總共78頁。h:測(cè)高衛(wèi)星的大地高。通過SLR、GPS、DORIS等手段精確確定衛(wèi)星的軌道后，h可據(jù)衛(wèi)星的位置及橢球體的參數(shù)計(jì)算而得。d：由于h是據(jù)衛(wèi)星軌道求得的，因而含有軌道誤差。d為計(jì)算軌道和真實(shí)軌道間的徑向誤差。

N:大地水準(zhǔn)面起伏，即大地水準(zhǔn)面與橢球面間的垂直距離。H:海面地形，即平均海水面與大地水準(zhǔn)面間的差距。2）基本觀測(cè)方程67當(dāng)前67頁，總共78頁。3）確定地球重力場(chǎng)（1）提出由于在海洋上進(jìn)行重力測(cè)量極為困難，因而長(zhǎng)期以來在地球表面達(dá)71％的海洋地區(qū)的重力測(cè)量資料極為匱乏，從而使我們難以獲得高分辨率的高階地球重力場(chǎng)模型。而衛(wèi)星測(cè)高則為我們提供了一種高效快速獲取海洋地區(qū)的重力測(cè)量資料的方法。大地水準(zhǔn)面起伏N是重力異常△g的函數(shù)，精確測(cè)定整個(gè)海洋地區(qū)的大地水準(zhǔn)面起伏N后，即可用斯托克斯反解公式求出重力異?！鱣值，從而建立精確的高分辨率的重力場(chǎng)模型。

XYZ地心O雷達(dá)波斑點(diǎn)P測(cè)高衛(wèi)星S68當(dāng)前68頁，總共78頁。3）確定地球重力場(chǎng)（續(xù)）（2）測(cè)定大地水準(zhǔn)面起伏N目前精密定軌中的軌道徑向誤差d可控制在幾個(gè)厘米以內(nèi)。觀測(cè)值a的精度也能達(dá)到cm水平。海洋學(xué)可提供較為精確的潮汐模型和海面地形資料，從而使我們有可能以較高的精度實(shí)際測(cè)定海洋地區(qū)的大地水準(zhǔn)面形狀(H,△H)。69當(dāng)前69頁，總共78頁。4、誤差改正1）軌道誤差⑴地球重力場(chǎng)模型的誤差每顆衛(wèi)星都對(duì)球諧函數(shù)中的某一部分特別敏感。因此可以對(duì)特定的衛(wèi)星觀測(cè)量研制特定的重力場(chǎng)模型。⑵跟蹤系統(tǒng)的誤差衛(wèi)星的軌道是通過SLR，GPS，DORIS等方法來確定的。站坐標(biāo)誤差不同類型的觀測(cè)值中的誤差數(shù)學(xué)、力學(xué)模型的誤差和計(jì)算誤差

70當(dāng)前70頁，總共78頁。4、誤差改正（續(xù)）2）信號(hào)傳播誤差⑴儀器誤差測(cè)高儀的天線相位中心與衛(wèi)星的質(zhì)量中心間的偏差信號(hào)在測(cè)高儀的發(fā)射電路和接收電