基于海洋二号D卫星(HY2D)2021年7月7-16日(年积日Day Of Year(DOY)188-197)的星载北斗观测数据,从测量数据有效性、可见卫星数量、位置精度因子及伪距多路径效应等角度分析了数据质量,并利用其进行事后精密定轨,从相位残差、重叠弧段、...基于海洋二号D卫星(HY2D)2021年7月7-16日(年积日Day Of Year(DOY)188-197)的星载北斗观测数据,从测量数据有效性、可见卫星数量、位置精度因子及伪距多路径效应等角度分析了数据质量,并利用其进行事后精密定轨,从相位残差、重叠弧段、轨道互比和激光检核4种手段评估了定轨结果精度.结论如下:(1)HY2D卫星接收北斗三号卫星数在4颗及以上占比约为86.66%;B1C频点多路径误差RMS(Root mean square)约为0.37 m,B2a频点约为0.18 m.(2)载波相位拟合残差RMS在6-8 mm之间;相邻轨道重叠4 h的位置差异小于2 cm,与法国CNES(Centre National d‘Etudes Spatiales)DORIS(Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite)轨道比较径向RMS优于1.9 cm.(3)用激光测距数据检核轨道精度,其星距残差的RMS约为3.24 cm.结果表明,国产星载双频北斗接收机可以完成海洋测高卫星的精密定轨指标.展开更多
星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段,HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心(EuropeanCenter forMedium-RangeWeatherForecasts,ECMWF)再分析风场数据、...星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段,HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心(EuropeanCenter forMedium-RangeWeatherForecasts,ECMWF)再分析风场数据、热带大气海洋观测计划(TropicalAtmosphereOceanArray,TAO)和美国国家数据浮标中心(National Data Buoy Center,NDBC)浮标获取的海面风矢量实测数据,对HY-2B散射计海面风场数据产品的质量进行统计分析。分析表明,HY-2B风场与ECMWF再分析风场对比,在4~24m·s^-1风速区间内,风速和风向均方根误差(root mean squareerror,RMSE)分别为1.58m·s^-1和15.34°;与位于开阔海域的TAO浮标数据对比,风速、风向RMSE分别为1.03m·s^-1和14.98°,可见HY-2B风场能较好地满足业务化应用的精度要求(风速优于2m·s^-1,风向优于20°)。与主要位于近海海域的NDBC浮标对比,HY-2B风场的风速、风向RMSE分别为1.60m·s^-1和19.14°,说明HY-2B散射计同时具备了对近海海域风场的良好观测能力。本文还发现HY-2B风场质量会随风速、地面交轨位置等变化,为用户更好地使用HY-2B风场产品提供参考。展开更多
选用美国LAPS(Local Analysis and Prediction System)数据融合系统对中国风云(FY)和海洋(HY)卫星在我国东部海域SST反演数据进行融合处理。该融合系统能够协调区域大气和下垫面海洋要素的时空特征,协调不同要素间的特征状态及匹配规律...选用美国LAPS(Local Analysis and Prediction System)数据融合系统对中国风云(FY)和海洋(HY)卫星在我国东部海域SST反演数据进行融合处理。该融合系统能够协调区域大气和下垫面海洋要素的时空特征,协调不同要素间的特征状态及匹配规律,生成适合多要素诊断计算的区域规范化数据。针对该系统没有现成的卫星SST反演数据输入接口,对船舶站SST反演数据接口进行了数值调整;依据FY卫星及HY卫星SST数据的不同特点,尤其是随卫星轨道发生的不同时空变化,在输入卫星反演数据至LAPS系统之前,进行了多项预处理,包括对卫星反演数据异常值的判别与剔除、海陆边界要素异常梯度的鉴别与去除、不同卫星轨道坐标系网格要素的规范化处理、平滑去噪音等。经多项验证,预处理后的FY和HY卫星监测反演数据更有利于LAPS系统资料融合效果的正确性与合理性。再经LAPS系统的数据融合处理和各项验证,融合场既能保持卫星SST精细化的时空特征描述,也弥补了卫星资料非区域全覆盖的局限。将SST融合场对寒潮与冷空气过程中的东部海域海气影响进行热动力物理量时空变化诊断应用,对海面SST和感热通量的中尺度强度演变、南北空间变化差异均给出了量化描述。展开更多
海洋二号D卫星(HY-2D)是中国第4颗海洋动力环境卫星,为研究HY-2D卫星的多普勒无线电定轨定位系统DORIS(Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite)的定轨精度,本文构建了卫星姿态模型,选择2021年6月5—17日D...海洋二号D卫星(HY-2D)是中国第4颗海洋动力环境卫星,为研究HY-2D卫星的多普勒无线电定轨定位系统DORIS(Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite)的定轨精度,本文构建了卫星姿态模型,选择2021年6月5—17日DORIS相位测量数据,采用观测值历元间差分和动力学方法进行精密定轨,对定轨结果通过观测值拟合残差、重叠弧段、轨道相互比较和激光检核4种方法评估轨道精度,并对使用姿态模型或姿态数据的2种定轨结果之间差异进行讨论。结果表明:(1)13 d观测值残差RMS均值约为0.355 mm/s,轨道重叠弧段三维差异的RMS<2.0 cm;(2)与法国国家空间研究中心CNES(Centre National D’Etudes Spatiales)的精密轨道相比,使用姿态数据两者在径向R、切向T、法向N方向上差异的均方根误差RMS(Root Mean Square)分别为1.02 cm、2.92 cm和3.11 cm,使用姿态模型两者在径向R、切向T、法向N方向上差异的RMS分别为0.97 cm、2.77 cm和3.15 cm。2种结果接近,表明卫星姿态模型与实测姿态数据符合程度高;(3)用激光检核本文计算的轨道与CNES参考轨道的精度,测距残差的RMS分别为2.38 cm和2.24 cm,两种轨道精度相当。展开更多
以欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)的ERA5风场数据为真实风速参考值,利用HY-2B卫星散射计L2A数据,使用反向传播神经网络方法对风速进行了反演,分别建立了中高风速、中低风速和全风速反...以欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)的ERA5风场数据为真实风速参考值,利用HY-2B卫星散射计L2A数据,使用反向传播神经网络方法对风速进行了反演,分别建立了中高风速、中低风速和全风速反演模型。与基于NSCAT-4地球物理模式函数得到的L2B风速相比,在训练集中,3种网络模型反演风速的均方误差(Mean Square Error,MSE)分别达到了0.18,0.14和0.32 m/s,平均绝对值误差(Mean Absolute Error,MAE)分别达到了0.27,0.24和0.34 m/s;在测试集中,3种网络模型反演风速的均方误差(MSE)分别达到了0.54,0.27和0.46 m/s,平均绝对值误差(MAE)分别达到了0.48,0.35和0.42 m/s。研究结果表明,中高和中低风速模型优于全风速模型,其中中低风速模型反演风速的MSE和MAE最低,中高风速模型反演风速的MSE和MAE下降幅度最大;3种模型都具有良好的泛化能力。展开更多
文摘基于海洋二号D卫星(HY2D)2021年7月7-16日(年积日Day Of Year(DOY)188-197)的星载北斗观测数据,从测量数据有效性、可见卫星数量、位置精度因子及伪距多路径效应等角度分析了数据质量,并利用其进行事后精密定轨,从相位残差、重叠弧段、轨道互比和激光检核4种手段评估了定轨结果精度.结论如下:(1)HY2D卫星接收北斗三号卫星数在4颗及以上占比约为86.66%;B1C频点多路径误差RMS(Root mean square)约为0.37 m,B2a频点约为0.18 m.(2)载波相位拟合残差RMS在6-8 mm之间;相邻轨道重叠4 h的位置差异小于2 cm,与法国CNES(Centre National d‘Etudes Spatiales)DORIS(Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite)轨道比较径向RMS优于1.9 cm.(3)用激光测距数据检核轨道精度,其星距残差的RMS约为3.24 cm.结果表明,国产星载双频北斗接收机可以完成海洋测高卫星的精密定轨指标.
文摘星载微波散射计是获取全球海面风场信息的主要手段,HY-2B卫星散射计的成功发射为全球海面风场数据获取的持续性提供了重要保障。本文利用欧洲中期天气预报中心(EuropeanCenter forMedium-RangeWeatherForecasts,ECMWF)再分析风场数据、热带大气海洋观测计划(TropicalAtmosphereOceanArray,TAO)和美国国家数据浮标中心(National Data Buoy Center,NDBC)浮标获取的海面风矢量实测数据,对HY-2B散射计海面风场数据产品的质量进行统计分析。分析表明,HY-2B风场与ECMWF再分析风场对比,在4~24m·s^-1风速区间内,风速和风向均方根误差(root mean squareerror,RMSE)分别为1.58m·s^-1和15.34°;与位于开阔海域的TAO浮标数据对比,风速、风向RMSE分别为1.03m·s^-1和14.98°,可见HY-2B风场能较好地满足业务化应用的精度要求(风速优于2m·s^-1,风向优于20°)。与主要位于近海海域的NDBC浮标对比,HY-2B风场的风速、风向RMSE分别为1.60m·s^-1和19.14°,说明HY-2B散射计同时具备了对近海海域风场的良好观测能力。本文还发现HY-2B风场质量会随风速、地面交轨位置等变化,为用户更好地使用HY-2B风场产品提供参考。
文摘选用美国LAPS(Local Analysis and Prediction System)数据融合系统对中国风云(FY)和海洋(HY)卫星在我国东部海域SST反演数据进行融合处理。该融合系统能够协调区域大气和下垫面海洋要素的时空特征,协调不同要素间的特征状态及匹配规律,生成适合多要素诊断计算的区域规范化数据。针对该系统没有现成的卫星SST反演数据输入接口,对船舶站SST反演数据接口进行了数值调整;依据FY卫星及HY卫星SST数据的不同特点,尤其是随卫星轨道发生的不同时空变化,在输入卫星反演数据至LAPS系统之前,进行了多项预处理,包括对卫星反演数据异常值的判别与剔除、海陆边界要素异常梯度的鉴别与去除、不同卫星轨道坐标系网格要素的规范化处理、平滑去噪音等。经多项验证,预处理后的FY和HY卫星监测反演数据更有利于LAPS系统资料融合效果的正确性与合理性。再经LAPS系统的数据融合处理和各项验证,融合场既能保持卫星SST精细化的时空特征描述,也弥补了卫星资料非区域全覆盖的局限。将SST融合场对寒潮与冷空气过程中的东部海域海气影响进行热动力物理量时空变化诊断应用,对海面SST和感热通量的中尺度强度演变、南北空间变化差异均给出了量化描述。
文摘以欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)的ERA5风场数据为真实风速参考值,利用HY-2B卫星散射计L2A数据,使用反向传播神经网络方法对风速进行了反演,分别建立了中高风速、中低风速和全风速反演模型。与基于NSCAT-4地球物理模式函数得到的L2B风速相比,在训练集中,3种网络模型反演风速的均方误差(Mean Square Error,MSE)分别达到了0.18,0.14和0.32 m/s,平均绝对值误差(Mean Absolute Error,MAE)分别达到了0.27,0.24和0.34 m/s;在测试集中,3种网络模型反演风速的均方误差(MSE)分别达到了0.54,0.27和0.46 m/s,平均绝对值误差(MAE)分别达到了0.48,0.35和0.42 m/s。研究结果表明,中高和中低风速模型优于全风速模型,其中中低风速模型反演风速的MSE和MAE最低,中高风速模型反演风速的MSE和MAE下降幅度最大;3种模型都具有良好的泛化能力。
