卫星测高
卫星测高技术-卫星测高技术及应用要点
卫星测高技术及应用✦第1章卫星测高技术发展及应用概述✦第2章卫星雷达高度计观测基本原理✦第3章卫星高度计观测误差✦第4章卫星测高波形理论与处理方法✦第5章卫星测高数据处理理论与方法✦第6章卫星测高反演海洋重力场理论与技术✦第7章卫星测高技术应用第1章卫星测高技术发展及应用概述卫星测高已成为全球气候观测系统（GCOS：Global Climate Observing System）和全球大地测量观测系统（GGOS：Global Geodetic Observing System）的一个重要组成部分。
海面高度：精度最高。
根据发射脉冲和接收脉冲间的时间间隔，确定卫星质心到星下点的距离，进而计算星下点的海平面高度有效波高（SWH）：精度较高。
分析返回脉冲波形形状的特征，确定海洋的有效波高。
有效波高等于4倍海面的均方根波高。
海面风速：精度较低。
通过接受到的能量及其强度，可以获取雷达的地面后向散射系数，进而求定海面风速。
测高卫星简介：已结束测高任务：Skylab、GEOS3、SEASAT、GEOSAT、ERS1、T/P正在运行的测高任务：雷达测高：ERS2、 GFO、 JASON1、 ENVISAT、 JASON2(OSTM)激光测高：ICESat计划实施的测高任务： Cryosat、Saral(AltiKa)、HY-2、NPOESS 、 Sentinel3概念性卫星测高：Wittex、GPS测高、WSOA卫星搭载的仪器：合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar），用来提供高质量详细的海洋和陆地雷达图像；雷达散射计，用来测量近地面风速及其方向；多频段微波辐射计，用来测量地面温度、风速及海冰覆盖；雷达高度计，用来测量海面和浪高。
GEOSAT前后工作了近五年，首次提供了具有重复性、高分辨率、长期性高质量的全球海面高数据集，标志卫星测高技术进入了成熟阶段。
两种卫星序列时代的开始进入上个世纪90年代后，为了进一步改善仪器性能，高度计采用了两种不同的方法，卫星高度计从而进入了两个不同系列的时代。
测绘技术中的卫星测高和大地测量方法介绍
测绘技术中的卫星测高和大地测量方法介绍测绘技术是指利用各种测绘仪器和测绘方法，对地球表面的地理实体进行观测、记录和绘制的一种科学技术。
在现代测绘技术中，卫星测高和大地测量是两种重要的测绘方法。
本文将对这两种方法进行介绍。
一、卫星测高方法卫星测高是利用卫星上搭载的测高仪器对地球表面进行测量的方法。
目前常用的卫星测高仪器包括雷达高度计和激光高度计两种类型。
雷达高度计是利用雷达信号的回波时间差来计算地形高度的测高仪器。
雷达高度计的工作原理是发送一束雷达信号，当信号遇到地面或其他物体时，会发生反射并返回到卫星接收器。
通过测量雷达信号的发送和接收时间差，可以计算出信号的传播时间和传播距离，从而推算地表高度。
激光高度计则是使用激光束对地面进行扫描和测量的仪器。
激光高度计发射出一束激光束，当激光束与地面相交时，会产生反射，激光器会记录下发送和接收激光束的时间差，并通过计算速度和时间差来计算地表高度。
卫星测高方法的优点是可以快速、准确地获取大范围地表高程信息，以及获取淹没区域的积水深度等特殊信息。
这对于水资源管理、自然灾害防范等方面有着重要的应用价值。
二、大地测量方法大地测量是指利用测量仪器对地球上的各种地理现象进行观测和测量的方法。
大地测量的目标是确定地球上各个点之间的空间位置和形状关系。
大地测量主要包括三角测量、水准测量和重力测量三个方面。
三角测量是利用三角形的性质和测量角度和边长的方法来确定地表点的坐标位置。
三角测量的基本原理是通过测量两个已知点与未知点之间的夹角和边长，利用三角学知识计算出未知点的坐标。
水准测量是利用水平面的性质和高度差的测量方法来确定地表点的高程。
水准测量的基本原理是利用水平仪等仪器测量地面点与水平面之间的高度差，并计算出地面点的高程。
重力测量是利用重力场的性质和重力梯度的测量方法来确定地表点的重力场和重力异常。
重力测量的基本原理是利用重力仪器测量地面点的重力场强度差异，从而推算出地表点的重力异常。
卫星测高技术的原理与应用
卫星测高技术的原理与应用近年来，卫星测高技术在地球科学、环境监测、城市规划等领域得到了广泛应用。
卫星测高技术是利用卫星的天线接收地球表面的信号，通过精确的测距技术，计算出地球表面的高度差。
本文将介绍卫星测高技术的原理与应用，并探讨其在不同领域的潜力。
卫星测高技术的原理主要基于雷达测距原理。
卫星上搭载的雷达发射一束电磁波，当电磁波与地面接触后，一部分电磁波会被反射回卫星，卫星上的接收天线接收到这部分波，通过测量电磁波从发射到接收的时间差，可以计算出地面的高度差。
重力影响是测量高度差的关键因素之一，通过使用高精度的测距技术和地球重力场模型，可以获得更准确的测量结果。
卫星测高技术在地球科学领域具有重要的应用意义。
通过卫星测高技术可以准确测量地球表面的高程变化，进而研究地球的地壳运动、地震活动等地质现象。
例如，利用卫星测高技术可以监测到地壳运动引起的地壳形变，从而提前预警地震活动，减少地震灾害的风险。
此外，卫星测高技术还可以用于测量海平面的变化，对于研究全球变暖、海洋循环等气候问题具有重要意义。
卫星测高技术在环境监测中也发挥着重要作用。
通过卫星测高技术可以监测城市地表高程的变化，及时发现城市地面沉降、建筑物下沉等问题，从而对城市规划和土地利用进行调整和改善。
此外，卫星测高技术还可以用于监测冰川融化、湖泊水位变化等自然环境的变化，为环境保护和资源管理提供数据支持。
除了地球科学和环境监测领域，卫星测高技术在城市规划和基础设施建设中也有广泛的应用。
通过精确测量城市地表高程，可以进行地形分析、景观规划等工作。
在基础设施建设方面，卫星测高技术可以用于监测道路、桥梁、隧道等建筑物的变形，及时发现并解决结构问题，保障建筑物的安全。
尽管卫星测高技术在各个领域都有广泛的应用前景，但也存在一些挑战和限制。
首先，卫星测高技术的精度受到卫星轨道稳定性、大气湍流等因素的限制，需要不断改进技术手段提高测量精度。
其次，卫星测高技术还面临数据处理和分析的困难，需要开发出适应不同应用场景的算法和软件工具。
海上测绘中的卫星测高技术
海上测绘中的卫星测高技术引言：随着科技的飞速发展和人类对于海洋资源的需求增加，海上测绘成为了不可忽视的领域。
在海上测绘过程中，卫星测高技术扮演着重要的角色。
本文将探讨卫星测高技术在海上测绘中的应用及其挑战，以及未来发展的前景。
一、卫星测高技术的基本原理及类型卫星测高技术是利用卫星的遥感能力和测高原理，通过测量卫星与海面之间的距离来实现地球表面海拔高程的测量。
这种技术包括雷达测高、激光测高和全球定位系统（GPS）测高。
1. 雷达测高雷达测高利用雷达波束穿越大气层和反射回来的时间来计算卫星与海面之间的距离。
具体而言，雷达发射的微波信号在遇到海面时，一部分被反射回卫星，卫星接收到反射信号的时间与发射时间之差即是海面高度的测量结果。
2. 激光测高激光测高是利用激光束与海面的反射来计算海面高度。
激光测高精度更高，可以达到亚米级别。
然而，由于激光波长的原因，激光测高只能在夜晚或者低云密度的条件下进行。
3. GPS测高GPS测高是利用GPS系统对卫星与接收器之间的距离进行测量，并通过与卫星的定位信息计算出海面高度。
该方法的优势在于覆盖范围广，并且无需对地形进行精确的测量。
二、卫星测高技术在海上测绘中的应用卫星测高技术在海上测绘中具有广泛的应用，其中最重要的应用之一是海洋地质研究。
利用卫星测高技术，可以获得海底地形、地球的表层结构和地震断层等信息，有助于研究地球的地质演化和海底资源的分布情况。
此外，卫星测高技术还可以应用于海洋生态研究。
通过测量海面高度的变化，可以获得海洋表面的动力学信息，如洋流、海浪和海洋环流等。
这对于海洋生态系统的研究以及预测海洋灾害的发生具有重要意义。
卫星测高技术还可以用于海事活动的支持。
通过测量海面高度，可以获得航道航线、浅滩和暗礁等地理信息，有助于确保船只的安全导航和海事救援的准确性。
三、卫星测高技术的挑战尽管卫星测高技术在海上测绘中具有广泛的应用前景，但也面临着一些挑战。
其中最主要的挑战之一是大气延迟对测量结果的影响。
卫星测高与大地测量的原理与应用
卫星测高与大地测量的原理与应用引言：大地测量是一门学科，涉及地球表面各种特征和地球形状的测量与研究。
而卫星测高是地球表面高程的观测与测量手段之一，通过卫星的测量数据，我们能够获取到地球表面的高程信息，从而更好地理解地球的形状和变化。
一、卫星测高的原理卫星测高的原理主要基于雷达测距原理。
当卫星飞过地球表面时，其搭载的雷达设备会发射电磁波，并记录电磁波从发射到接收的时间。
由于电磁波在空气中的传播速度是已知的，通过测量电磁波传播的时间，我们可以计算出信号从卫星到地球表面的距离。
为了提高测量精度，卫星测高通常采用多普勒效应进行校正。
多普勒效应是指当波源与接收器相对运动时，接收到的波长会发生变化。
通过分析接收到的多普勒频移，我们可以准确测量出卫星与地面之间的相对速度，从而消除测量误差。
二、卫星测高的应用1. 海洋学研究卫星测高可以帮助科学家更好地理解地球的海洋形态和海底地貌。
通过卫星测高，可以获取海水表面的高程信息，从而推断出海洋的流动情况和洋流的分布情况。
这对于海洋学的研究和海洋资源的开发具有重要意义。
2. 地壳变形监测地壳的变形是地球构造活动的重要表现之一。
通过卫星测高，可以对地壳的变形进行监测和测量。
例如，在地震前后，卫星测高可以提供地震引起的地壳变形信息，从而帮助科学家预测地震的发生和评估地震的危害程度。
3. 冰川变化研究卫星测高可以帮助科学家研究地球的极地地区和高山地区的冰川变化情况。
通过卫星测高，可以监测冰川的运动速度和融化速度，从而了解气候变化对冰川的影响以及冰川对地球水资源的贡献。
4. 地下水资源管理卫星测高还可以应用于地下水资源管理。
地下水位的变动可以通过卫星测高来监测，从而帮助管理者科学合理地利用地下水资源。
通过卫星测高数据的分析，可以预测地下水位的变化趋势，及时采取相应的水资源管理措施。
结论：卫星测高作为一种高精度、高效率的测量手段，在地球科学研究和资源管理中扮演着重要角色。
通过卫星测高，我们能够更好地了解地球的形状和变化，为科学研究和资源管理提供可靠的数据支持。
举例说明卫星测高的原理
举例说明卫星测高的原理
卫星测高是利用卫星遥感技术进行高程测量的方法。
其原理是通过卫星搭载的高精度雷达测量地球表面的高度，并根据测量数据进行高程信息的提取和分析。
举例来说，以国际上广泛应用的雷达高程测量卫星Radarsat为例。
Radarsat 搭载合成孔径雷达(SAR)，利用SAR技术采集多个不同角度的雷达回波数据。
SAR通过发射特定波束的雷达信号，然后接收地面反射的信号。
当雷达信号触碰地面时，一部分信号会返回到卫星的接收器。
通过测量雷达发射到接收返回时间的差异，可以计算地面的距离。
然后，将这些距离数据转化为表面高度数据，从而实现对地表的测高。
卫星测高的原理可以进一步解释为：
1. 测距阶段：卫星发射雷达信号，并接收地面反射的信号。
根据信号的往返时间差，可以计算出地面位置和卫星之间的距离。
2. 雷达波束特征：由于存在雷达波束的宽度和形状，测量会有一定的误差。
波束的特征会影响到测量的精度和分辨率。
3. 多普勒效应：在卫星和地面之间存在相对运动时，会引起多普勒频移效应。
通过分析多普勒频移，可以测量出地面的垂直速度。
4. 大地测量纠正：卫星测高数据还需要进行纠正，使其与地球基准面一致。
这需要考虑地球的椭球形状、引力场等因素，以获得准确的高程测量结果。
总的来说，卫星测高利用雷达技术测量地球表面的高度，通过计算雷达信号的往返时间差、波束特征、多普勒效应以及大地测量纠正等因素，得出高程信息。
这种方法可以应用于各种领域，例如地形测绘、自然灾害监测等。
如何进行卫星测高的数据处理和精度评定
如何进行卫星测高的数据处理和精度评定卫星测高技术是一种通过卫星对地球表面的高程进行测量的方法，它被广泛应用于地理调查、环境监测、军事侦察等领域。
然而，在实际应用中，卫星测高数据的处理和精度评定是至关重要的环节，它们直接影响测高结果的准确性和可靠性。
本文将针对这一话题进行探讨。
一、卫星测高数据处理卫星测高数据处理主要包括预处理和后期处理两个阶段。
1. 预处理预处理是指在得到卫星测高数据后，对数据进行初步处理以去除干扰和噪声，提取有用的信息。
预处理的主要任务包括大气校正、粗差检测和滤波处理。
大气校正是指通过对大气层的衰减效应进行校正，消除大气对测高结果的影响。
在实际操作中，可以利用气象数据和大气模型来估计大气的衰减系数，并对测高数据进行修正。
粗差检测是指通过统计方法或模型来检测数据中的异常值，这些异常值可能是由于设备故障、遮挡物等原因造成的。
对于检测到的异常值，需要进行人工验证和处理，以确保数据的准确性。
滤波处理是指对数据进行平滑处理，以消除噪声和不必要的波动。
常用的滤波方法包括均值滤波、中值滤波和卡尔曼滤波等。
2. 后期处理后期处理是指在预处理的基础上，对测高数据进行更加精细的处理和分析，以获取高程信息。
数学模型是后期处理的重要工具之一。
通过建立数学模型，可以对测量数据进行拟合和优化，从而得到更加准确和可靠的测高结果。
常用的数学模型包括高程模型、地形模型和地形辅助模型等。
数据融合是后期处理的另一项重要任务。
通过将多源的测高数据进行融合，可以提高测量结果的精度和可靠性。
常用的数据融合方法包括加权平均法、最小二乘法和贝叶斯估计法等。
二、卫星测高数据精度评定卫星测高数据的精度评定是确保测量结果准确性和可靠性的重要手段，它可以通过精度评定指标和方法进行。
1. 精度评定指标常用的精度评定指标包括垂直精度、水平精度和整体精度等。
垂直精度是指测高结果与真实高程之间的差别，通常用均方根误差（RMSE）来衡量。
垂直精度越小，表明测高结果与真实高程越接近，精度越高。
卫星测高基本原理
卫星测高基本原理卫星测高是指利用卫星测量地球表面相对高度的一种技术。
其基本原理是通过卫星搭载的雷达设备向地面发射短脉冲信号，经过反射后接收回波信号，通过计算回波信号的时间差和相位差等参数来推算出地面的高度信息。
一、卫星测高的基本原理1.1 雷达测量原理雷达是一种主动探测设备，它能够向目标发射电磁波，并接收目标反射回来的电磁波。
在卫星测高中，雷达设备搭载在卫星上，向地面发射短脉冲信号，经过反射后接收回波信号。
由于电磁波在空气中传播速度为光速，因此可以通过计算发射和接收两个时刻之间的时间差来确定目标物体与雷达之间的距离。
1.2 多普勒效应当雷达和目标物体之间有相对运动时，会产生多普勒效应。
多普勒效应是指当一个振源向着一个静止观察者运动时，该振源所发出的频率将比其静止时的频率高，反之则低。
在卫星测高中，由于卫星和地球表面之间存在相对运动，因此回波信号的频率会发生变化。
通过测量回波信号的频率差异，可以推算出目标物体与雷达之间的相对速度。
1.3 相位差测量相位差是指两个波形在时间轴上的相对位置差异。
在卫星测高中，回波信号经过接收后会与发射时的信号进行比较，通过计算两个信号之间的相位差，可以得出目标物体与雷达之间的距离信息。
这种方法被称为相位差测量法。
二、卫星测高技术的应用2.1 地形图制作卫星测高技术可以用于制作地形图。
地形图是一种以等高线为主要表现手段来反映地面地形特征和等高分布规律的专业图件。
利用卫星测高技术可以获取地面各点的海拔高度信息，并通过计算画出等高线图。
2.2 自然灾害监测卫星测高技术也可以用于自然灾害监测。
例如，在洪水、山体滑坡等自然灾害发生时，可以通过卫星测高技术实时监测地面的高度变化，及时预警和采取应对措施。
2.3 航空导航卫星测高技术还可以用于航空导航。
在飞行过程中，飞机需要不断地调整飞行高度以避免与地面障碍物相撞。
利用卫星测高技术可以实时获取地面高度信息，帮助飞机自动调整飞行高度。
卫星测高
卫星测高知识总结-------------申迎第一章卫星测高技术发展及应用概述1、卫星测高任务概况1）SKYLAB：最早搭载有高度计的卫星－－高度计S193；第一次得到因海底特征引起的海洋大地水准面观测值；奠定了卫星测高学的技术基础。
2）GEOS3：地球动力学实验海洋卫星；第一颗专门用于测高的海洋地形卫星。
3）SEASAT：海洋卫星；持续时间99天；SEASAT首次提供了全球范围的海洋环流、波浪和风速。
4） GEOSAT(大地测量卫星 )、GFO(GEOSAT后续卫星)为美国海军测量海洋大地水准面GEOSAT ：首次提供了具有重复性、高分辨率、长期性高质量的全球海面高数据集，标志卫星测高技术进入了成熟阶段。
5） ERS1/2（欧洲遥感卫星）、ENVISAT（环境卫星）ERS1采用PRARE：用来精确确定卫星位置（失败）6） T/P、JASON1/2T/P卫星观测精度是同期测高卫星中最高的两类卫星系列各自的主要特征？Topex/Poseidon卫星于1992 年8 月10 日发射，卫星轨道1336km，轨道倾角66°，重复周期为10 天。
T/P 由美国宇航局和法国空间局联合研制，其主要目的在于“观测和认识海洋环流”。
在这颗卫星上，携带了两个雷达高度计，还搭载了新的精密轨道确定系统，即全球定位系统（GPS）和多普勒轨道学和无线电定位的卫星集成（DORIS）定轨系统。
相比早期的测高系统（SEASAT 和GEOSAT）而言，已经对T/P 实施了许多改进，包括特别设计的卫星、一整套传感器、卫星跟踪系统、轨道配置、以及精密轨道确定使用的优化重力场模型和专门的任务运转地面系统，因此，Topex/Poseidon 对于海洋环流特别是涡流的研究特别有用。
T/P 奠定了从空中对海洋进行长期性监测的基础，可以以前所未有的精度每10 天一个重复周期提供全球动力海洋地形（DOT））或者海面高度（SSH）。
与早期测高卫星不同的是T/P 上搭载了两个高度计，一个是Topex 高度计，即NASA 雷达高度计（NRA： NASA Radar Altimeter），另一个是需要指出的是固态雷达高度计（SSALT：Solid State ALTimeter），有时叫做Poseidon-1 高度计。
如何使用卫星测高技术进行测绘
如何使用卫星测高技术进行测绘卫星测高技术在现代测绘领域拥有广泛应用。
使用卫星测高技术进行测绘可以有效地获取地表高程数据，并辅助各行各业进行规划和决策。
本文将探讨卫星测高技术的原理、应用和未来发展趋势，以及如何有效地利用卫星测高技术进行测绘。
一、卫星测高技术的原理和方法卫星测高技术主要通过卫星搭载的测高仪器来测量地球表面的高程信息。
目前常用的卫星测高技术包括全球定位系统（GPS）、雷达测高（InSAR）和重力测量等。
全球定位系统是一种基于卫星导航和测量原理的测高技术。
通过接收卫星发射的信号，接收器可以计算出其与卫星之间的距离差，从而推断出地表的高程信息。
全球定位系统测高技术具有高精度、实时性强的特点，广泛应用于地理测量、地质灾害监测等领域。
雷达测高技术则是利用雷达波束对地表进行扫描，通过测量波束与地表的反射信号的时间差，计算出地表的高程信息。
雷达测高技术具有高精度、全天候性的特点，适用于地下水位监测、土壤沉降等领域的测量。
重力测量是一种通过测量地球的引力场来计算地表高程的方法。
重力测量利用重力仪测量地表上不同点的重力加速度，通过比较重力加速度的差异，可以推断出地表的高程信息。
重力测量技术适用于地质探测、地下水资源评估等领域。
二、卫星测高技术在测绘中的应用卫星测高技术在测绘领域具有广泛应用。
首先，卫星测高技术可以用于数字高程模型（DEM）的生成。
DEM是地表高程离散化表示的一种模型，可以用于土地利用规划、水资源管理等方面。
通过卫星测高技术获取的高程数据可以用于DEM 的生成，辅助各行各业的规划和决策。
其次，卫星测高技术可以应用于海洋地质测绘。
海洋地质测绘需要获取海底地形等信息，以支持海洋工程和资源勘探等活动。
卫星测高技术可以通过测量海面高度和重力场来获取海底地形数据，为海洋地质测绘提供数据支持。
另外，卫星测高技术还可以应用于城市规划和土地利用监测。
城市规划和土地利用监测需要对地表高程和变化进行监测和分析。
如何进行卫星测高和大地水准面测量
如何进行卫星测高和大地水准面测量卫星测高和大地水准面测量是现代测绘学中的重要内容，它们在地理信息系统、地质勘探和环境监测等领域都扮演着重要的角色。
本文将从技术原理、测量方法和应用场景等方面来探讨如何进行卫星测高和大地水准面测量。
一、技术原理卫星测高，顾名思义，利用卫星来测量地面的高程。
目前常用的卫星测高技术主要有GPS测高和遥感测高两种方式。
GPS测高是利用全球定位系统（GPS）接收器来接收卫星信号，并通过计算得到地面的高程。
遥感测高则是通过卫星激光雷达或合成孔径雷达等设备，利用散射原理测量地表的高程。
大地水准面测量是以地球大地水准面作为基准的测量方法。
其中，大地水准面是指根据地球引力场的变化来建立起的一个参考面，其高程由测量得到的水准点共同决定。
大地水准面测量采用水准仪或全站仪等仪器，在不同的测点上进行高程测量，最终建立起高程网络系统。
二、测量方法1. 卫星测高GPS测高是目前最广泛使用的卫星测高方法。
通过在地面上布置GPS接收器，接收卫星发出的电波信号，并通过计算接收到信号的时间差来确定接收器的位置以及地面的高程。
这种方法准确度较高，且适用范围广，但在不同地区的误差较大。
遥感测高则是利用卫星激光雷达或合成孔径雷达等设备，通过发出激光或雷达波束，测量地表反射的信号来确定地面的高程。
这种方法可以获得大范围内的高程数据，但准确度相对较低，且设备成本较高。
2. 大地水准面测量大地水准面测量主要采用水准仪或全站仪等仪器进行。
首先，在测量区域内选择若干水准点，再在每个水准点上进行高程测量。
测量时需注意消除仪器误差，如温度、大气压力等因素的影响。
最后，将测得的高程数据进行处理，建立起高程网络系统。
三、应用场景卫星测高和大地水准面测量在很多领域都有着广泛的应用。
例如，卫星测高可以用于测量地表的变形情况，对地质灾害的预警和监测具有重要意义。
同时，卫星测高还可以用于城市规划与土地利用研究，帮助优化城市布局，提高土地利用效率。
测绘技术中的卫星测高原理与应用
测绘技术中的卫星测高原理与应用介绍在现代测绘技术领域中，卫星测高技术被广泛应用于地球表面的高度测量与模型构建。
本文将重点探讨卫星测高的原理以及在测绘领域中的应用。
一、卫星测高的原理卫星测高是利用卫星的测高能力对地球表面进行高度测量的一种技术。
它的原理是通过测量卫星与地球表面之间的距离，再结合地球引力场的分布，来计算地表的高度。
1.1 测量距离卫星测高主要通过测量卫星与地球表面之间的距离来实现。
这种距离测量可以利用卫星携带的激光测距仪、GPS等技术来完成。
卫星不断向地球表面发射激光束或接收地面上的GPS信号，并记录得到的信号传播时间。
根据光速或信号传播速度，可以计算得到卫星与地面之间的距离。
1.2 引力场分布地球表面的高度测量与地球引力场的分布密切相关。
根据引力场的变化规律，可以通过卫星的运行状态和测量值，来获得地表的高度信息。
在卫星测高中，通常需要考虑地球潮汐、地球自转引起的扁球度变化等因素，以提高高度测量的精度。
二、卫星测高在测绘中的应用卫星测高技术在测绘领域有着广泛的应用，下面将介绍其中一些典型的应用案例。
2.1 地形测绘卫星测高技术在地形测绘中被广泛应用。
通过测量地球表面的高度信息，可以绘制出地形图、地貌图等。
这对于军事、城市规划、农业和环境保护等领域都有着重要的意义。
通过制作出精确的地形图，人们可以更好地了解地球表面的地貌特征和地势变化，从而为相关领域的决策和规划提供有力的支持。
2.2 水域测量卫星测高技术在水域测量中发挥着重要的作用。
利用卫星测高技术，可以对河流、湖泊、海洋等水域进行高度测量。
这对于水域资源管理、航海安全等方面至关重要。
例如，在海洋中，通过测量海洋的高度变化，可以了解海流、海面膨胀等现象，提高航行的安全性。
2.3 建筑物监测与变形分析卫星测高技术可以用于监测建筑物的高度变化和结构变形。
通过周期性的高度测量，可以及时发现建筑物的沉降、破坏等情况，以及其他可能对建筑物安全性造成威胁的因素。
卫星测高技术的基本原理与应用
卫星测高技术的基本原理与应用近年来，随着科技的发展和人们对地球空间的深入探索，卫星测高技术逐渐走进我们的生活。
它以其高精度、广覆盖、长期监测等优势，成为地球表面测量的重要工具之一。
本文将讨论卫星测高技术的基本原理和主要应用领域。
一、基本原理卫星测高技术主要基于雷达测距原理，即利用卫星搭载的测高雷达向地球表面发射电磁波，通过测量波的传播时间来计算目标的距离。
具体而言，测高雷达会测量波从发射到接收的时间，并通过光速求出距离。
此外，测高雷达还可通过测量多频段的相位差，进一步提高测量精度。
卫星测高技术采用的常见频率有C波段、X波段、K波段等。
不同频段具有不同的特点和适用范围。
C波段由于其较高的穿透能力，主要应用于冰川、河流等具有丰富水资源的区域；X波段由于其较高的分辨率，适用于城市建筑物、山体等具有较高垂直变化的区域；K波段则在海洋和土地覆盖较为均匀的地区应用较广。
二、主要应用领域1. 地壳运动监测地壳运动监测是卫星测高技术的重要应用领域之一。
地球的地壳在长期运动中会产生地震、火山喷发等地质灾害，给人类社会和人们的生命财产安全造成严重威胁。
卫星测高技术可通过监测地壳的垂直位移，及时发现地壳运动的异常，提前预警地质灾害风险，为相关部门和人民群众提供重要参考。
2. 水文监测水是生命之源，水文监测是卫星测高技术的重要应用之一。
卫星测高技术可实时监测水库、湖泊、河流等水域的水位变化，并通过数据分析研究洪水、干旱、水资源管理等问题。
同时，卫星测高技术也可监测海平面的变化，为全球气候变化研究提供重要数据支持。
3. 地质勘探地质勘探是卫星测高技术的另一个重要应用领域。
卫星测高技术可通过测量地壳垂直位移，帮助石油、天然气等能源企业找寻潜在的地下资源。
此外，卫星测高技术还能辅助地质灾害评估，提供地表逐渐下降的前兆信号，有助于相关部门采取相应的防灾措施。
4. 建筑物变形监测建筑物变形监测是卫星测高技术的实际应用领域之一。
借助卫星测高技术，可以实时监测高层建筑物、桥梁等工程结构的垂直位移，提前发现变形问题，预防建筑物的恶化和倒塌，保障人民生命财产安全。
测绘技术中常见的卫星测高原理
测绘技术中常见的卫星测高原理卫星测高原理是测绘技术中常用的一种方法，通过卫星测高可以实现对地球表面各个点的高程测定。
在这篇文章中，我们将从几个方面来探讨卫星测高的原理。
首先，要了解卫星测高的原理，我们需要了解卫星与地球之间的相互作用。
地球上有许多地球测量卫星，它们通过激光或雷达等设备向地球表面发送信号，并在接收到信号的瞬间，通过计算等方法来确定信号的传播时间。
通过测量信号的传播时间，卫星可以得知信号从卫星到达地球表面的距离，进而计算出地球表面的高程。
其次，卫星测高原理的关键在于时间的测量。
卫星发送信号后，它会记录信号发送的时间，同时，地面上的接收站也会记录接收到信号的时间。
通过比较两者的时间，可以计算信号传播的时间。
然后，再结合卫星与地球之间的距离，就可以计算出地面的高程。
而卫星与地球之间的距离则是通过卫星定位系统来测量的。
常见的卫星定位系统有全球定位系统（GPS）、伽利略和北斗系统等。
这些系统通过卫星与接收机之间的信号交互，可以精确地确定接收机的位置。
在进行卫星测高时，接收机的位置信息也是必不可少的，因为与接收机位置的距离会影响最终计算的结果。
此外，卫星测高中还要考虑大气延迟的影响。
大气延迟是指卫星信号在穿过大气层时受到的干扰和延迟。
由于大气层中存在着不均匀的湿度和温度分布，信号在传输过程中会发生折射和散射，从而导致信号传播的时间产生偏差。
为了准确地计算出地球表面的高程，卫星测高系统需要对大气延迟进行补偿。
除了以上几点，卫星测高还需要考虑地球表面的重力影响。
地球上的重力场并不是均匀分布的，不同地方的重力加速度值存在差异，这也会对卫星测高的结果产生影响。
因此，在卫星测高中需要对重力场进行修正，以保证测量结果的准确性。
综上所述，卫星测高原理是通过测量卫星信号传播的时间，并结合卫星与地球之间的距离、大气延迟和地球重力场等因素，来确定地球表面点的高程。
卫星测高技术在地质勘探、地图制作、城市规划等领域都有广泛应用。
使用卫星测高技术进行高程测量的方法与注意事项
使用卫星测高技术进行高程测量的方法与注意事项引言：随着技术的不断进步和卫星通信的普及，卫星测高技术在地理测量领域发挥着越来越重要的作用。
作为一种非接触式的高程测量方法，卫星测高技术不仅简化了测量过程，还能够提供精确、高效的测量结果。
本文将介绍使用卫星测高技术进行高程测量的方法以及需要注意的事项。
一、什么是卫星测高技术？卫星测高技术是一种利用卫星系统进行高程测量的方法。
通过卫星上搭载的高精度测距仪，结合地面接收站接收到的信号，可以精确测量地面物体的高程信息。
与传统的高程测量方法相比，卫星测高技术具有快速、精确、全球覆盖等优势，被广泛应用于国土测绘、地质勘探、工程建设等领域。
二、卫星测高技术的原理及方法卫星测高技术主要基于卫星与地面接收站之间的信号传输和接收来进行高程测量。
下面将介绍几种常见的卫星测高技术方法。
1. 卫星激光测高技术卫星激光测高技术是利用卫星搭载的激光器向地面发射激光束，并通过测量激光束的传播时间来确定地面物体的高程。
这种方法可以提供高精度的高程测量结果，但由于受到气象条件和地物遮挡的影响较大，因此在实际应用中需要综合考虑环境因素。
2. 卫星雷达测高技术卫星雷达测高技术是利用卫星上搭载的雷达设备，通过发射雷达波束并测量雷达波从发射到接收的时间来确定地面物体的高程。
这种方法在覆盖范围和测量精度上具有一定的优势，并且对气象条件和地物遮挡的影响较小。
3. 卫星引力测高技术卫星引力测高技术是利用卫星与地球之间的引力相互作用关系来测量地面物体的高程。
通过测量卫星的运动状态和轨道变化，可以推算出地球表面的重力场分布，从而得到地面物体的高程信息。
这种方法具有覆盖面广、测量精度高的特点，但对仪器和数据处理要求较高。
三、使用卫星测高技术需要注意的事项在使用卫星测高技术进行高程测量时，需要注意一些事项以保证测量结果的准确性和可靠性。
1. 天气和环境条件卫星测高技术的测量结果易受到气象条件和地物遮挡的影响。
卫星测高技术的原理及应用
卫星测高技术的原理及应用1. 引言卫星测高技术作为一种基于卫星遥感的测量方法，能够实现对地球表面的高程信息进行获取和分析。
本文将详细介绍卫星测高技术的原理及其在不同领域的应用。
2. 卫星测高技术的原理卫星测高技术主要基于卫星搭载的雷达系统进行测量。
其原理如下：•雷达发射波束：卫星通过雷达系统发射一束电磁波，通常使用的是微波或者激光波，发射波通过天空中的大气层传播。
•波束的反射：波束在地球表面反射，并以散射的形式返回到卫星上。
•接收和处理反射信号：卫星接收到反射信号后，利用计算机和相关算法对信号进行处理，以获取地球表面的高程信息。
•数据生成和分析：卫星将处理后的数据生成高程图或点云数据，以便进行进一步的分析和应用。
3. 卫星测高技术的应用3.1 地质测量卫星测高技术在地质测量领域的应用广泛。
通过对地表高程的测量，可以实现地质构造的精确描述和分析，为地质灾害的预防和防控提供重要依据。
此外，卫星测高技术还能够用于地下水资源的开发和管理，通过高程数据的测定，可以准确掌握地下水的分布情况，为地下水资源的合理利用提供科学依据。
3.2 基础设施规划卫星测高技术在城市规划和基础设施建设中起到关键作用。
通过高程数据的获取和分析，可以准确绘制出地面的高程图，帮助规划人员合理确定道路、桥梁、建筑物等的位置和高度，保证基础设施的平整、安全和稳定。
此外，卫星测高技术还可以用于海洋工程建设，如海上风电厂和港口码头的规划和建设，通过高程数据的获取，可以保证海洋工程的建设质量和安全性。
3.3 气象预测卫星测高技术在气象预测中具有重要意义。
通过测量地球表面的高程数据，可以了解地形的变化和地势的起伏，从而对大气的流动和气压的分布有更准确的认识。
这对于天气的预测和气象灾害的预警非常重要。
此外，卫星测高技术还可以提供海洋高度的测量，对海洋气象的研究和预测具有重要意义。
3.4 农业生产卫星测高技术在农业生产中也有广泛应用。
通过高程数据的测量，可以了解土地的高低起伏和土壤的质地，进而指导农业生产的决策。
如何利用测绘技术进行卫星测高
如何利用测绘技术进行卫星测高卫星测高是一种利用卫星进行地形测量和测高的技术手段。
它能够快速、精确地获取大范围的地形高程信息，为地理信息系统、城市规划、交通运输等领域的工作提供重要的支持。
本文将从测绘技术的基本原理、应用范围和未来发展等方面探讨如何利用测绘技术进行卫星测高。
1. 测绘技术的基本原理测绘技术是指通过仪器设备对地球上的地理实体进行测量、观测、绘制，以获取地理信息的一种技术手段。
卫星测高作为其中的一种测绘技术，主要利用卫星搭载的测高仪器获取地球表面的高程信息。
卫星测高仪器通过发射和接收激光束，利用激光在大气中的传播速度和反射回来的时间来计算出地球表面的高程数据。
这种基于激光测距原理的测高技术可以实现高精度和大范围的测量，是目前最常用的卫星测高技术之一。
2. 卫星测高的应用范围卫星测高技术在地理信息系统、城市规划、交通运输等领域有着广泛的应用。
首先，卫星测高可以提供高精度的数字高程模型，为地理信息系统的建设提供基础数据。
数字高程模型是地理信息系统中的一种重要数据形式，可以用来分析地形特征、进行三维可视化以及进行地貌学研究等。
其次，卫星测高可以用于城市规划和土地利用规划。
通过获取城市和乡村地区的地形高程信息，可以为城市规划师提供重要的参考数据，帮助他们设计城市的布局和决策土地利用方式。
此外，卫星测高还可以应用于交通运输领域。
通过获取道路和铁路线路的高程信息，可以为道路和铁路的设计、施工和维护提供重要的数据支持，确保交通运输的安全和顺畅。
3. 卫星测高的未来发展随着科技的不断发展，卫星测高技术也在不断完善和创新。
目前，已经有越来越多的卫星搭载精密的测高仪器，为卫星测高提供更高的精度和更大的测量范围。
同时，全球卫星导航系统如GPS、北斗导航系统的发展也为卫星测高技术提供了更准确的定位和导航服务。
未来，卫星测高技术有望在高精度、大范围和实时性能等方面进一步提升。
比如，通过使用多颗卫星组成的卫星星座，可以实现实时定位和测量，提高测高的实时性和准确性。
如何进行卫星测高
如何进行卫星测高卫星测高是一项现代空间技术的重要应用，对于地质勘察、地形测绘、环境监测等领域起着重要作用。
本文将介绍卫星测高的基本原理、技术方法及其应用。
卫星测高基于遥感技术，通过记录和分析从卫星传感器接收到的微波信号，来获取地表或地球表面上目标物体的高度信息。
测高的目标可以是山脉、水体、建筑物等。
卫星测高的原理可以简单概括为“测距原理”。
卫星通过发送微波信号，经由大气层和地面反射后，再次被卫星接收。
通过测量信号从发射到接收所经历的时间，再结合卫星的轨道参数和位置定位，可以计算出信号的传播路径长度，从而得到目标物体的高度。
在卫星测高中，影响测量精度的因素有很多。
其中，大气层的湿度、温度、压强等参数的变化都对信号进行了一定的衰减和延迟，需要通过大气修正来降低误差。
此外，地球表面的地质结构、地形起伏、反射特性等也会对信号的传播造成影响。
为了提高卫星测高的测量精度，科学家们不断研究和改进相应的技术方法。
例如，在数据处理中，可以利用多路径测量技术，通过计算和分析多个接收到的信号，来消除由多次反射造成的误差。
同时，地面测量设备的精度和稳定性也是决定测量结果准确性的关键。
卫星测高的应用领域广泛。
在地质勘察方面，卫星测高可以帮助科学家探测地下水位、地壳运动、火山活动等。
在地形测绘中，卫星测高可以提供精确的地形数据，帮助军事部门进行地形识别、军事规划等。
此外，卫星测高还可以应用于城市规划、环境监测和灾害预警等方面。
值得一提的是，卫星测高技术的发展带来了许多新的机遇与挑战。
近年来，随着新一代卫星系统的推出，如高分辨率卫星雷达、激光测高卫星等，卫星测高的分辨率和精度得到了显著提高。
同时，面对数据处理和算法的挑战，科学家们也在不断探索新的技术方法和算法模型。
尽管卫星测高技术在许多领域取得了显著成果，但仍然存在一些挑战和限制。
例如，目前卫星测高主要依赖于微波信号，而微波信号对于云层和降水等大气影响较大，会造成数据获取的难度和不确定性。
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卫星定轨原理及方法
10年11月30日星期二
卫星定轨原理及方法
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卫星定轨原理及方法
ρ = XS − XT
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卫星定轨原理及方法
❖ 地球重力场摄动 ❖ 潮汐摄动
❖ 潮汐摄动包括地球固体潮、海洋潮汐摄动、极潮 和永久潮
❖ 大气阻力和漂移摄动 ❖ 地球反照辐射压力 ❖ 轨道调整推力模型 ❖ 太阳、月亮及行星质点（三体）引力摄动 ❖ 太阳光压摄动 ❖ 相对论摄动 ❖ 经验摄动
❖
2、微波辐射仪
❖
3、激光反射镜阵列
❖
4、GPS接收机
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卫星测高技术的发展
❖ ERS-1/2:
❖ 是由ESA（欧洲空间局）研制的。ERS1于1991 年6月发射的，ERS2于1995年发射的。其轨道高 度为785 km, 轨道倾角为98.5°
❖ ERM（准确重复任务） ❖ ERS1：有两种，35天和168天（1994年4月10日
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星载激光测量的科学目的
❖ 绘制陆地拓扑，测量陆面粗糙度和反射率、 植被高度以及雪盖面和冰面的表面特征
❖ 极地冰盖的监测目前主要用星载雷达高度计，如海 洋地形卫星Topex/Poseidon和贾森－1（Jason－ 1）、海洋动力环境卫星ERS和Envisat等均装有雷 达高度计。雷达高度计是主动式微波仪器，地面垂 直分辨率可达5～10cm，水平分辨率通常为10km量 级，只能制作小比例尺的冰盖拓扑图。GLAS是新 型的星载激光高度计，地面垂直分辨率可达10cm， 水平分辨率为170m，能精确测量冰面特征、冰层厚 度，可制作较大比例尺的冰盖拓扑图。
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垂线偏差的确定方法
N˙ a
❖ GEOSAT
❖ 是美国于1985年3月12日发射的, 其轨道倾角为 108°,轨道高度为800km。
❖ GM（大地测量任务）：1985年3月30至1986年9 月30。330周/23.07天；
❖ ERM（准确重复任务）：1986年11月8至1989年 10月，其重复周期为17天，244周/17.05天。
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星载GPS卫星定轨意义
❖ 发展低轨卫星星载定轨，对我国空间和地 学研究领域尤其具有重要意义。
❖ 首先我国设立地面、海上卫星测控站和测控中心 的区域和数量极为有限，不可能象美、欧那样在 全球建立卫星测控站，所以我国卫星定轨的精度 和有效区域非常有限；
❖ 其次随着我国今后几十年卫星技术的不断成熟， 发射的各类用途的低轨卫星数量将大量增加，对 于定轨的精度、实时性和全球性都提出了越来越 高的要求。
卫星测高技术及其应用
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武汉大学 测绘学院 李建成 2008.11
卫星测高技术
❖ 卫星测高构想的提出 ❖ 卫星测高的发展 ❖ 卫星测高的原理 ❖ 卫星测高技术的应用
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卫星测高构想的提出
❖ 1969年Kaula提出卫星测高的构想
Sea Surface Geoid
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星载激光测量的科学目的
❖ 测量云层高度和云/气溶胶垂直结构
❖ 云高和云/气溶胶垂直结构测量对于气象预报 和全球能量平衡计算都是重要的，尤其是极地 冬季，它对极地冰盖消长起着重要作用。但是 由于温度极低、黑夜漫长，常规的被动仪器的 作用受到限制。云测量通常利用微波辐射计， NOAA极轨气象卫星系列、GOES静止气象卫 星系列和DMSP国防气象卫星系列均装有微波 辐射计。其垂直分辨率通常为8～10km量级或 更大。GLAS的垂直分辨率大为提高，达70～ 200m。不仅如此，激光高度计还可监测到高空 （11～15km）卷云，以及薄云，但用微波辐射 计则难以监测。
≡
∂N a ∂t
=
∂N ∂ϕ
ϕ˙a
+
∂N ∂λ
λ˙a
N˙ d
≡
∂N d ∂t
=
∂N ∂ϕ
ϕ˙d
+
∂N ∂λ
λ˙d
ϕ˙a = −ϕ˙d
λ˙a = λ˙d
∂N ∂λ
=
1 2λ˙
(
N˙
a
+
N˙ d )
∂N ∂ϕ
=
1 2 ϕ˙
( N˙ a −
N˙ d )
ξ
=
−
1 R
∂N ∂ϕ
η
=
−
R
1 cosϕ
∂N ∂λ
10年11月30日星期二
10年11月30日星期二
卫星测高技术的发展
❖ GFO
❖ NAVY/NASA/NOAA, 347Kg, H:800km ❖ 仪器: 13.5GHz 固态测高仪， ❖ 双频（22、37GHz)水汽辐射仪 ❖ 两台GPS 接收机（10通道） ❖ Doppler信标
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卫星测高技术的发展
Y 地球质心 X
星载激光测量的科学目的
❖ 测定极地冰盖质量的变化
❖ 冰盖质量的改变主要是由冰块的产生（降 雪、浓缩和偶然的降雨）和转换（蒸发、融 化流失、冰山解体流失、雪流失）之间的不 均衡引起的。冰盖质量均衡是影响地球气候 的重要因素，并且具有动态性和复杂性。目 前，冰盖质量均衡变化正使得平均海平面升 高，这将威胁到人类赖以生存的陆地。 ICESat可以年际和长期测定极地冰盖质量的 变化，了解极地冰盖总量平衡和对海平面变 化的贡献，获取预测冰盖总量和海平面变化 所需的关键数据。
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交叉点的计算方法
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卫星定轨原理及方法
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卫星定轨原理及方法
10年11月30日星期二
卫星定轨原理及方法
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国际卫星定轨软件
❖ GEODYN II ❖ UTOPY ❖ GIN/DYNAMO ❖ EPOS ❖ GIPSY ❖ PANDA
NASA/GSFC CSR/UT GRGS/CNES GFZ/Germany NASA/JPL GPS/WHU
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卫星测高技术的发展
❖ Topex/Poseiden
❖ 是由NASA和法国空间局共同研制成功的，于 1992年8月10日发 射的，其轨道倾角为66 °， 轨道高度为1300km，
❖ 卫星上载有六种仪器：
❖ 法国两种：1、单频固体雷达测高仪
❖ 2、DORIS跟踪系统
❖ 美国四种：1、双频雷达测高仪
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卫星测高技术的原理
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SRTM
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卫星激光测高
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激光测量原理
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ICESat测量示意图
激光测量原理
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GLAS参考点
GLAS姿态矢量 GLAS参考点位置矢量
激光脚点 Z
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卫星测高技术的应用
❖ 全球海平面高 ❖ 大洋环流 ❖ 动力海面地形 ❖ 实时监测环太平洋赤道的海平面异常 ❖ 海洋潮汐 ❖ 海底地形 ❖ 海洋大地水准面 ❖ 反演海洋重力异常 ❖ 垂线偏差 ❖ 海平面变化
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