【摘要】：介紹了CryoSat-2LRM模式下優(yōu)化后的OCOG、CFI和LIRT的3種波形重定算法�；谀蠘ODome-A昆侖站區(qū)的實測GPS數(shù)據(jù),比較了CryoSat-2LRM模式下的3種波形重定方法,對不同波形重定算法下的測高數(shù)據(jù)進行了精度評估。結(jié)果表明優(yōu)化后的OCOG算法精度最好,與GPS結(jié)果平均差值約為-0.07m,標準差約為0.60m,明顯優(yōu)于其他兩種算法。通過比較坡度與衛(wèi)星數(shù)據(jù)精度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)坡度因素對于衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)精度的影響不可忽視,在Dome A地區(qū)驗證結(jié)果表明,坡度改正可使得衛(wèi)星測高精度提高約38%。最后聯(lián)合GPS和CryoSat-2OCOG數(shù)據(jù),建立了南極Dome-A地區(qū)300m分辨率DEM,其精度約為0.24m。
【圖文】：

覆蓋，有３種高程數(shù)據(jù)可供選擇，選取合適的波形重定算法十分必要。本文選取２０１０年７月至２０１３年６月ＣｒｙｏＳａｔ－２數(shù)據(jù)作為試驗數(shù)據(jù)，采用的改正量包括電離層、干／濕對流層改正、海潮、固體潮和極潮改正，由此提取出３種波形重定算法對應(yīng)的高程，ＣｒｙｏＳａｔ－２的地面軌跡空間分布如圖１（ｂ）。由于波形重定算法的選取直接關(guān)系到高程精度，下面詳細介紹波形重定算法。衛(wèi)星測高發(fā)射信號，通過反射面被衛(wèi)星接收，形成了隨時間變化的能量曲線，稱為回波波形，如圖２所示。測高衛(wèi)星所觀測的距離是從脈沖發(fā)射時刻到回波脈沖最大振幅的一半，即前緣（ｌｅａｄｉｎｇｅｄｇｅ）中點。衛(wèi)星測高計在設(shè)計時通常預(yù)先設(shè)定某個時間點為波形的前緣中點，該時間點稱為預(yù)設(shè)跟蹤門（ｔｒａｃｋｉｎｇｇａｔｅ），但是回波波形容易受到反射面等因素影響，致使預(yù)設(shè)跟蹤門與波形前緣中點不一致，波形重定主要用來確定波形前緣中點和預(yù)設(shè)跟蹤門之間的偏移量，然后根據(jù)公式計算距離改正［２６］。ＣｒｙｏＳａｔ－２基線Ｃ中ＬＲＭ模式提供３種波形重定算法：ＯＣＯＧ、ＯｃｅａｎＣＦＩｍｏｄｅｌｆｉｔ以及ＬＩＲＴ（ＵＣＬｌａｎｄ－ｉｃｅ）算法，其中ＯＣＯＧ算法以及ＣＦＩ算法相較于基線Ｂ數(shù)據(jù)中所采用的波形重定方法均得到了優(yōu)化，ＬＩＲＴ則是歐空局針對冰蓋新研發(fā)的波形重定算法［２４］。１．２．１ＯＣＯＧ傳統(tǒng)的ＯＣＯＧ算法是基于統(tǒng)計規(guī)律得到的簡單波形重定算法，其基本思想是找到每個回波波形的重心，以數(shù)值方式統(tǒng)計出波形振幅、寬度與重心位置。通過計算確定矩形的中心和面積與波形本身的重心和面積相

Ａｐｒｉｌ２０１７Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．４ＡＧＣＳｈｔｔｐ：∥ｘｂ．ｓｉｎｏｍａｐｓ．ｃｏｍ圖３ＤｏｍｅＡ地區(qū)示意圖Ｆｉｇ．３ＳｋｅｔｃｈｍａｐｏｆＤｏｍｅＡ表２動態(tài)ＧＰＳ數(shù)據(jù)驗證坡度改正結(jié)果Ｔａｂ．２ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｖａｌｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｕｓｉｎｇｄｙｎａｍｉｃＧＰＳｄａｔａｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｓｌｏｐｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍ坡度改正前后最大值最小值平均值標準差坡度改正前１．１７－３．９５－０．０７０．６０坡度改正后１．９９－１．９１０．０３０．３７２．３融合ＤＥＭ為了結(jié)合ＧＰＳ在數(shù)據(jù)精度和ＣｒｙｏＳａｔ－２在空間分辨率上的優(yōu)勢，采用數(shù)據(jù)聯(lián)合的方法綜合兩類數(shù)據(jù)構(gòu)建南極ＤｏｍｅＡ地區(qū)ＤＥＭ［３０］。即利用靜態(tài)ＧＰＳ結(jié)果對ＣｒｙｏＳａｔ－２數(shù)據(jù)精度控制，建立新的ＤＥＭ（如圖４所示），所用的插值方法為克里金插值方法。從圖３（ａ）和圖４中可以看出ＤｏｍｅＡ地區(qū)中部存在東北向的馬鞍形地形丘陵，地形較為平坦，西北及東南地區(qū)地勢較低，高程變化較快，地形較為陡峭。圖４聯(lián)合ＧＰＳ與衛(wèi)星測高建立的融合ＤＥＭＦｉｇ．４ＦｕｓｉｏｎＤＥＭｂａｓｅｄｏｎＧＰＳｄａｔａａｎｄＣｒｙｏＳａｔ－２ｄａｔａ利用重采樣動態(tài)ＧＰＳ數(shù)據(jù)對融合后的ＤＥＭ以及國際上常用的兩種高精度ＤＥＭ進行插值驗證，驗證結(jié)果如表３所示。相由表可知，較于單獨使用ＯＣＯＧ算法得到的波形重定結(jié)果建立ＤＥＭ，使用ＧＰＳ精度控制后的ＯＣＯＧ波形重定結(jié)果所建立的ＤＥＭ精度有明顯提升，標準差僅為０．２４ｍ，精度約提升了６０％，說明

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