基于卫星测高回波波形的南极海域重力异常研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于卫星测高回波波形的南极海域重力异#常研究12*邹蓉，杨元德5（1.中国地质大学（武汉）地球物理与空间信息学院，武汉430074；2.武汉大学中国南极测绘研究中心，武汉430072）摘要：利用ERS–1/GM和Geosat/GM卫星测高回波波形数据，在南极海域对阈值法、Beta–5算法和子波形阈值法进行比较，结果表明子波形阈值法优于其他两算法。船测重力与卫星测10高海洋重力异常比较，表明波形重定能提高卫星测高海洋重力异常精度。联合ERS–1/GM和Geosat/GM数据获得的2'×2'南极海域重力异常，其整体精度约6～

2、8mgal，优于SandwellV18.1。关键词：子波形阈值法；垂线偏差；海洋重力异常；EGM2008中图分类号：P228.315DeterminationofAntarcticOceansfromsatellitealtimeterwaveforms12ZOURong,YANGYuande(1.InstituteofGeophysics&Geomatics,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074;202.ChineseAntarcticCenterofSurveyingandMapping,WuhanUniversity,Wuhan43

3、0072)Abstract:TheperformancesofBeta–5,thresholdandsub-waveformthresholdareassessedwithERS–1/GMandGeosat/GMwaveformdataoverwatersAntarcticoceans.Thesub-waveformthresholdoutperformstheothertwo.Useofretrackingimprovedtheprecisionofgravityanomalies.TheaccuracyofgravityanomalieswithERS–1/GMandGeosa

4、t/GMisabout6～8mgal,whichisbetterthanthatof25SandwellV18.1.Keywords:Sub-waveformthreshold;deflectionofthevertical;oceangravityanomaly;EGM20080引言重力异常是海洋地球物理的基础数据。南极海域重力异常数据有助于提高对该海域地球30内部构造、海洋资源评估与资源勘探等方面认识，也可获得板块运动进化信息。如西南极海域Bellingshausen与AmundsenSeas的海洋重力异常，有助于了解该海域的构造演化，尤其[1]是18Ma来的演化。基于此，我国

5、于2011年底实施了南极海域资源环境评估专项，在一些重点海域开始进行包括船载重力测量在内的多种观测。船载重力观测是一种获取海域重力异常的常用手段，但该手段实施周期长、花费大、采样数量和所测范围十分有限，海冰的存在35也限制了南极海域船载重力测量的实施。此外，船载重力测量作为相对重力测量，在南极海域实施存在着重力仪零点漂移等问题。卫星测高的出现，不仅为获取大范围高分辨率海洋重力异常提供了新手段，也广泛应用[2]于其他地球学科研究。回波波形为卫星测高的基本观测量，对其分析可获得卫星到地面反射面的距离，由此得到地球表面地形。在开阔海域(openocean)，由于其回波波形符合理想40波形

6、Brown模型，卫星测高测距精度较高。但对于非海域、海岸及海冰区，回波波形发生基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题((20130145120001)作者简介：邹蓉（1980-），女，副教授，硕导，主要研究方向：地球参考框架和地壳形变.E-mail:zourong@cug.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn了变形，降低了测距精度。卫星测高波形重定技术（retracking）的发展和完善，拓展了卫星[3][4][5]测高在非开阔海域的应用，如近岸、内陆湖泊、冰盖变化。波形重定算法可分为统计和拟合两种，如OCOG、阈值法和

7、Beta算法等。考虑到不同反射面对应的回波波形具有不[6,7]同特点，如海冰得到的镜面波形，回波波形的波形分类得到了重视。2012年Yangetal45提出了子波形阈值法，该算法是采用相关分析获取回波波形的最佳子波形，然后选定阈值进行波形重定。利用ERS-1数据、验潮站数据及船载重力，研究发现子波形阈值法优于阈值法和Beta算法。本文首先利用Geosat/GM和ERS-1/GM数据，从子波形阈值法、阈值法和Beta算法中比较和选取适当的波形重定算法。在此基础上，采用选