周兴华1,2，杨 磊1，徐永生3，朱 琳4
（1.自然资源部 第一海洋研究所，山东 青岛 266061； 2.山东科技大学 海洋工程技术学院，山东 青岛 266590； 3.中国科学院 海洋研究所，山东 青岛 266071； 4.山东科技大学 测绘科学与技术学院，山东 青岛 266590）
论文简介：
经历30余年的发展，卫星测高获得的海面动力学资料已成为物理海洋学、大地测量学等学科的重要基石。至今全球已发射了数十颗不同系列高度计卫星，从早期的Seasat、Geosat到现在的Jason-3、Sentinel3等，数据观测精度从最初的米级提高到现在的3 cm左右，2011年、2017年我国分别发射的HY-2A、HY-2B高度计卫星使我国具备了卫星海洋动力观测的业务化能力，HY-2A/B全球测高资料在国际测高领域发挥了重要的作用。由于不同系列卫星高度计的测量偏差各有差异，同一颗卫星高度计的测量偏差也可能随仪器老化等原因而产生漂移，这就需要开展持续性的定标检验工作。 定标检验（Calibration/Validation）是监测卫星高度计测量数据偏差和系统漂移的基本手段，是保障业务化卫星资料精度和质量长期一致性和连续性的关键。
定标检验通常是利用地面实测真值，去评估卫星测量的精度和质量，地面实测真值通常又包含以下几种：1）具有参考椭球基准的验潮站；2）GNSS浮标；3）有源定标器；4）全球验潮站网、海底压力传感器、Argo网等。上述地面实测数据中以统一基准的验潮站和GNSS浮标使用最为广泛，而有源定标器等方法的应用研究偏少。
目前国外主要的定标场有以下几处：1）美国NASA/JPL运行的Harvest石油平台定标场；2）法国CNES运行的Corsica定标场；3）希腊克里特理工大学运行的Crete定标场；4）澳大利亚塔斯马尼亚大学负责的Bass海峡定标场。中国建设的卫星高度计定标站点有以下几处：1）千里岩定标场；2）珠海万山综合定标场等。这些定标场最长的观测近30余年，为传统雷达高度计提供服务，对于探测卫星测高偏差，统一卫星测高数据基准发挥了重要作用。
研究表明传统高度计的噪声水平被限定在100 km以上的空间分辨率，为了以更高的分辨率观测海洋现象，美国NASA/JPL和法国CNES于2009年正式提出SWOT干涉雷达高度计计划，经过十余年的论证和发展，SWOT计划于2022年发射。该卫星将利用干涉雷达测量技术，获得120 km宽度刈幅的海面高度信息，使高度计观测中尺度、亚中尺度海洋现象成为可能，对于进一步研究海洋和全球气候变化的互相作用具有重大意义。同时该卫星还将观测高分辨率的陆地水表面高度，对研究气候变化和全球陆地水分布、储量变化的相互作用意义重大。然而目前现有的定标检验技术均服务于传统星下点高度计，其点对点式的定标方法很难适用于具有百余公里宽度刈幅的干涉雷达高度计。如何利用地面实测资料实现干涉雷达高度计的定标检验已经成为国内外学者所关注关心的重点问题之一。为此NASA研制了AirSWOT机载干涉雷达高度计系统，并进行了相关定标检验试验，并开发了SWOT simulator模拟程序以及SWOT OSSE定标检验模拟系统，进行SWOT短波分量的定标检验模拟工作；我国也开展了相应的预研工作，其中我国天宫二号搭载全球首个成像雷达高度计获取了高分辨率的宽刈幅海面高度，我国也开展了机载干涉雷达高度计飞行试验，对卫星载荷原型进行了性能检验和评估。
本文主要对国内外近十余年干涉雷达高度计定标检验的工作进行梳理总结，以期能对我国相关卫星任务起到一定的参考。
封面图片：
封面图片表示星载干涉成像雷达高度计海洋定标。相对于传统的高度计卫星，搭载干涉成像雷达高度计的新一代海洋高度计卫星，可以测量宽刈幅的海面高度信息，实现了从点线到面状测量的飞跃，将显著提升海洋动力亚中尺度信息的观测能力。干涉成像雷达高度计的定标主要采用GNSS浮标阵列等多种现场设备组合技术，通过观测实际的亚中尺度海面高度波数谱对卫星测高进行精度评定，实现对卫星高度计观测数据的检验，保障卫星测高数据产品的精度和质量。
作者简介：
周兴华，男，1965年生，博士，自然资源部第一海洋研究所海洋测绘研究中心工程技术带头人（教授级高工）；兼山东科技大学海洋科学与工程学院院长，博士生导师；主要研究方向为海洋测绘。E-mail: xhzhou@fio.org.cn。截至目前，主持国家自然科学基金项目、香港RGC基金项目、科技处国际合作项目、国家重大专项项目等课题80余项。在国内外刊物及会议发表学术论文100余篇。出版相关学术著作3部，申请授权发明专利2项、主持和参与编写了《海洋工程地形测量规范》（GB/T17501）等国家和行业标准3项。先后担任中国测绘学会理事、海洋测绘专业委员会副主任委员，中国海洋学会理事、海洋测绘专业委员会副主任委员，中国GPS协会首届理事，全国海洋标准化技术委员会委员、全国地理信息标准化委员会委员，国际大地测量协会4.5.3工作组成员。获得国家科技进步二等奖1项、国家测绘科技进步特等奖1项一等奖和二等奖各1项、国家海洋科技进步二等奖3项，省部级工程奖6项。
论文摘要：
卫星雷达高度计正从传统星下点的剖面测量向宽刈幅干涉测量发展,利用卫星观测二维的高分辨率、高精度海面高度正在成为可能,国外研究人员提出SWOT (Surface Water and OceanTopography)干涉雷达高度计计划和我国新一代海洋科学卫星任务等计划有望实现海洋亚中尺度现象的观测。定标检验是评价卫星观测资料精度和质量的必要工作，传统高度计的定标检验均为基于验潮站、GNSS (Global Navigation Satellite System)浮标、有源定标器等方式的单点比对,难以满足干涉高度计的需求。目前国内外研究人员在干涉雷达高度计的定标检验中采用了全新的技术方案,并已利用机载试验和理论模拟开展了验证工作。对近10 a干涉雷达高度计定标检验的新技术方法进行介绍和总结，希望对我国的干涉雷达高度计卫星定标计划起到借鉴作用。
关键词: SWOT；定标检验；干涉高度计
