Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 2. С. 53-67

Расчёт коэффициентов параметрической модели поправки на состояние подстилающей поверхности по альтиметрическим измерениям космической геодезической системы «ГЕО-ИК-2»

С.А. Лебедев 1, 2, 3 , И.В. Гусев 4 , А.В. Сакович 4 , А.О. Слободянюк 3 
1 Геофизический центр РАН, Москва, Россия
2 Майкопский государственный технологический университет, Майкоп, Россия
3 Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Зеленоград, Москва, Россия
4 АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения», Королёв, Московская обл., Россия
Одобрена к печати: 17.03.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-2-53-67
Проведено сравнение двух методик расчёта коэффициентов модели поправки на состояние подстилающей водной поверхности (англ. sea state bias — SSB). Первая методика, принятая в данный момент для расчёта поправки SSB для всех космических аппаратов (КА), основана на анализе геофизических параметров в точках пересечения восходящих и нисходящих треков КА, а вторая — в ближайших точках изомаршрутных трасс КА. По этим методикам методом наименьших квадратов были рассчитаны восемь наборов коэффициентов для Мирового океана и акватории Чёрного моря по данным альтиметрических измерений КА № 12Л космической геодезической системы «ГЕО-ИК-2» за 2018 и 2019 гг. Выполнен анализ плотности распределения измерений по двум параметрам: значимой высоте волны и скорости приводного ветра. Полученные результаты позволяют сделать предположение о различных ветро-волновых режимах в Мировом океаном и внутренних морях. Рассчитанные коэффициенты планируется использовать в алгоритмах обработки спутниковой альтиметрической информации космической геодезической системы «ГЕО-ИК-2».
Ключевые слова: космическая геодезическая система «ГЕО-ИК-2», поправка на состояние подстилающей поверхности, sea state bias, спутниковая альтиметрия
Полный текст

Список литературы:

  1. Басс Ф. Г., Фукс Н. М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука, 1972. 424 с.
  2. Басс Ф. Г., Брауде С. Я., Калмыков А. И., Мень А. В., Островский И. Е., Пустовойтенко В. В., Розенберг А. Д., Фукс И. М. Методы радиолокационных исследований морского волнения (радиоокеанография) // Успехи физ. наук. 1975. Т. 116. № 8. С. 741–743.
  3. Григорьева В. Г., Бадулин С. И. Режимные характеристики ветрового волнения по данным попутных судовых наблюдений и спутниковой альтиметрии // Океанология. 2016. Т. 56. № 1. С. 23–29. DOI: 10.7868/S0030157416010044.
  4. Гусев И. В., Лебедев С. А., Жуков А. Ю. (2024а) Программный комплекс обработки данных спутниковой альтиметрии космической геодезической системы «ГЕО-ИК-2» // Геодезия и картография. 2024. Т. 85. № 7. С. 46–58. DOI: 10.22389/0016-7126-2024-1009-7-46-58.
  5. Гусев И. В., Жуков А. Ю., Скоморохов Н. В. (2024б) Применение высокопроизводительных вычислительных систем для обработки данных спутниковой альтиметрии космической геодезической системы «ГЕО-ИК-2» // Космонавтика и ракетостроение. 2024. № 3(136). С. 99–111.
  6. Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. Ч. 1 / под ред. И. А. Кибеля. М.: Физматгиз, 1963. 584 с.
  7. Лебедев С. А., Гусев И. В. Калибровка альтиметрических измерений значимых высот волн по результатам волнового реанализа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 6. С. 248–264. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-6-248-264.
  8. Тыртышников Е. Е. Методы численного анализа. М.: Изд. центр «Академия», 2007. 320 с.
  9. Abdalla S., Janssen P. A. E. M., Bidlot J.-R. Altimeter near real time wind and wave products: Random error estimation // Marine Geodesy. 2007. V. 34. No. 3–4. P. 393–406. DOI: 10.1080/01490419.2011.585113.
  10. Andersen O. B., Scharroo R. Range and geophysical corrections in coastal regions: And implications for mean sea surface determination // Coastal Altimetry. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. P. 103–145. DOI: 10.1007/978-3-642-12796-0_5.
  11. Arnold D. V., Melville W. K., Stewart R. H. et al. Measurements of electromagnetic bias at Ku and C bands // J. Geophysical Research: Oceans. 1995. V. 100. No. C1. P. 969–980. DOI: 10.1029/94JC02587.
  12. Badulin S. I., Grigorieva V. G., Shabanov P. A. et al. Sea state bias in altimetry measurements within the theory of similarity for wind-driven seas // Advances in Space Research. 2021. V. 68. No. 2. P. 978–988. DOI: 10.1016/j.asr.2019.11.040.
  13. Bar D. E., Agnon Y. A fractal model for the sea state bias in radar altimetry // Nonlinear Processes in Geophysics. 1997. V. 4. No. 4. P. 213–222. DOI: 10.5194/npg-4-213-1997.
  14. Barrick D. E., Lipa B. J. Analysis and interpretation of altimeter sea echo // Advances in geophysics. 1985. V. 27. P. 61–100. DOI: 10.1016/S0065-2687(08)60403-3.
  15. Bignalet-Cazalet F., Urien S., Picot N., Couhert A., Marechal C., Desai S., Scharroo R., Egido A., Carrere L., Tran N., Roinard H. Jason-3 products handbook. Iss. 2. Rev 0. 2020. 82 p.
  16. Born G. H., Richards M. A., Rosborough G. W. An empirical determination of the effects of sea state bias on SEASAT altimetry // J. Geophysical Research: Oceans. 1982. V. 87. No. C5. P. 3221–3226. DOI: 10.1029/JC087iC05p03221.
  17. Chelton D. B. The sea state bias in altimeter estimates of sea level from collinear analysis of TOPEX data // J. Geophysical Research: Oceans. 1994. V. 99. No. C12. P. 24995–25008. DOI: 10.1029/94JC02113.
  18. Chelton D. B., Ries J. C., Haines B. J. et al. Satellite altimetry // Intern. Geophysics. V. 69. Satellite altimetry and Earth sciences: A handbook of techniques and applications / eds. L. L. Fu, A. Cazenave. San Diego: Academic Press, 2001. P. 1–131. DOI: 10.1016/S0074-6142(01)80146-7.
  19. Cheng Y., Xu Q., Gao L. et al. Sea state bias variability in satellite altimetry data // Remote Sensing. 2019. V. 11. No. 10. Article 1176. DOI: 10.3390/rs11101176.
  20. Choy L. W., Hammond D. L., Uliana E. A. Electromagnetic bias of 10‐GHz radar altimeter measurements of MSL // Marine Geodesy. 1984. V. 8. No. 1–4. P. 297–312. DOI: 10.1080/15210608409379507.
  21. Douglas B. C., Agreen R. W. The sea state correction for GEOS 3 and SEASAT satellite altimeter data // J. Geophysical Research: Oceans. 1983. V. 88. No. C3. P. 1655–1661. DOI: 10.1029/JC088iC03p01655.
  22. Gaspar P., Ogor F., Le Traon P.-Y., Zanife O.-Z. Estimating the sea state bias of the TOPEX and POSEIDON altimeters from crossover differences // J. Geophysical Research: Oceans. 1994. V. 99. No. C12. P. 24981–24994. DOI: 10.1029/94JC01430.
  23. Glazman R. E., Srokosz M. A. Equilibrium wave spectrum and sea state bias in satellite altimetry // J. Physical Oceanography. 1991. V. 21. No. 11. P. 1609–1621. DOI: 10.1175/1520-0485(1991)021<1609:EWSASS>2.0.CO;2.
  24. Gommenginger C. P., Srokosz M. A., Wolf J., Janssen P. A. E. M. An investigation of altimeter sea state bias theories // J. Geophysical Research: Oceans. 2003. V. 108. No. C1. Article 3011. DOI: 10.1029/2001JC001174.
  25. Guo J., Zhang H., Li Z. et al. On modelling sea state bias of Jason-2 altimeter data based on significant wave heights and wind speeds // Remote Sensing. 2023. V. 15. No. 10. Article 2666. DOI: 10.3390/rs15102666.
  26. Hayne G. Radar altimeter mean return waveforms from near-normal-incidence ocean surface scattering // IEEE Trans. Antennas and Propagation. 1980. V. 28. No. 5. P. 687–692. DOI: 10.1109/TAP.1980.1142398.
  27. Hayne G. S., Hanock D. W., III. Sea-state-related altitude errors in the SEASAT radar altimeter // J. Geophysical Research: Oceans. 1982. V. 87. No. C5. P. 3227–3231. DOI: 10.1029/JC087iC05p03227.
  28. Lipa B. J., Barrick D. E. Ocean surface height‐slope probability density function from SEASAT altimeter echo // J. Geophysical Research: Oceans. 1981. V. 86. No. C11. P. 10921–10930. DOI: 10.1029/JC086iC11p10921.
  29. Longuet-Higgins M. S., The effect of non-linearities on statistical distributions in the theory of sea waves // J. Fluid Mechanics. 1963. V. 17. No. 3. P. 459–480. DOI: 10.1017/S0022112063001452.
  30. Melville W. K., Stewart R. H., Keller W. C. et al. Measurements of electromagnetic bias in radar altimetry // J. Geophysical Research. 1991. V. 96. No. C3. P. 4915–4924. DOI: 10.1029/90JC02114.
  31. Melville W. K., Felizardo F. C., Matusov P. Wave slope and wave age effects in measurements of electromagnetic bias // J. Geophysical Research: Oceans. 2004. V. 109. No. C7. Article C07018. DOI: 10.1029/2002JC001708.
  32. Millet F. W., Warnick K. F., Arnold D. V. Electromagnetic bias at off‐nadir incidence angles // J. Geophysical Research: Oceans. 2005. V. 110. No. C9. Article C09017. DOI: 10.1029/2004JC002704.
  33. Millet F. W., Warnick K. F., Nagel J. R., Arnold D. V. Physical optics-based electromagnetic bias theory with surface height-slope cross-correlation and hydrodynamic modulation // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2006. V. 44. No. 6. P. 1470–1483. DOI: 10.1109/TGRS.2005.863852.
  34. Nerem R. S., Tapley B. D., Shum C. K. Determination of the ocean circulation using Geosat altimetry // J. Geophysical Research: Oceans. 1990. V. 95. No. C3. P. 3163–3179. DOI: 10.1029/JC095iC03p03163.
  35. Peng F., Deng X. Improving precision of high-rate altimeter sea level anomalies by removing the sea state bias and intra-1-Hz covariant error // Remote Sensing of Environment. 2020. V. 251. Article 112081. DOI: 10.1016/j.rse.2020.112081.
  36. Scharroo R., Lillibridge J. Non-parametric sea-state bias models and their relevance to sea level change studies // Proc. “2004 Envisat and ERS Symp.” / eds. H. Lacoste, L. Ouwehand. ESA SP-572. European Space Agency, 2005. Article 39. 12 p.
  37. Srokosz M. A. On the joint distribution of surface elevation and slopes for a nonlinear random sea, with an application to radar altimetry // J. Geophysical Research: Oceans. 1986. V. 91. No. C1. P. 995–1006. DOI: 10.1029/JC091iC01p00995.
  38. Tran N., Vandemark D., Chapron B. et al. New models for satellite altimeter sea state bias correction developed using global wave model data // J. Geophysical Research: Oceans. 2006. V. 111. No. C9. Article C09009. DOI: 10.1029/2005JC003406.
  39. Walsh E. J., Hancock D. W., III, Hines D. E., Kenney J. E. Electromagnetic bias of 36‐GHz radar altimeter measurements of MSL // Marine Geodesy. 1984. V. 8. No. 1–4. P. 265–296. DOI: 10.1080/15210608409379506.
  40. Walsh E. J., Jackson F. C., Uliana E. A., Swift R. N. Observations of the electromagnetic bias in radar altimeter sea surface measurements // J. Geophysical Research: Oceans. 1989. V. 94. No. C10. P. 14575–14584. DOI: 10.1029/JC094iC10p14575.
  41. Yaplee B. S., Shapiro A., Hammond D. L. et al. Nanoseconds radar observations of the ocean surface from a stable platform // IEEE Trans. Geoscience Electronics. 1971. V. 9. No. 3. P. 170–174. DOI: 10.1109/TGE.1971.271490.
  42. Young I. R., Ribal A. Multiplatform evaluation of global trends in wind speed and wave height // Science. 2019. V. 364. No. 6440. P. 548–552. DOI: 10.1126/science.aav9527.
  43. Young I. R., Zieger S., Babanin A. V. Global trends in wind speed and wave height // Science. 2011. V. 332. No. 6028. P. 451–455. DOI: 10.1126/science.1197219.
  44. Zlotnicki V., Fu L.-L., Patzert W. Seasonal variability in global sea level observed with Geosat altimetry // J. Geophysical Research: Oceans. 1989. V. 94. No. C12. P. 17959–17969. DOI: 10.1029/JC094iC12p17959.