基于Tech Demo Sat-1卫星的GPS反射信号海面高度反演

张云，马德皓，孟婉婷，郑俏，杨树瑚，*

(1.上海海洋大学 信息学院，上海 201306；2.上海航天电子技术研究所，上海 201109）

海面高度(Sea Surface Height，SSH）是海洋科学研究中的重要一环［1］。GNSS反射信号(GNSSR）是当前海面高度测量中发展较快的遥感技术，该技术在1993年由Martin-Neira［2］首次提出，并迅速成为国内外的研究热点。GNSS-R技术通过接收到的左右旋反射信号之间的差异或反射信号与直射信号之间的差异进行反射面物理量的反演，相对于传统的遥感技术有多方面的优点，如可实现低成本实时监测、拥有大量信号源、不受天气影响［3-4］。

相对于岸基GNSS-R［5-6］与机载GNSS-R海面高度反演，星载GNSS-R海面高度反演技术的探测范围更广，可以实现全球范围监测。目前，世界上已经发射了多颗星载GNSS-R接收卫星，如DMC(Disaster Monitoring Consortium）联盟的UK-DMC和UK-DMC2卫星、英国萨里卫星技术有限公司的TDS-1(Tech Demo Sat-1）卫星、美国国家航空航天局(NASA）的旋风全球导航卫星系统(CYGNSS）。2019年6月5日，中国自主研发自研的GNSS-R接收卫星——捕风一号A／B卫星发射成功，国内对星载GNSS-R的研究利用开始了新时代。

目前，利用星载GNSS-R技术进行海洋监测方面的研究主要集中在海面测风等领域，海面高度反演领域的研究较少。2015年，刘风玲等［7］使用UK-DMC数据对星载GNSS-R海洋探测可行性进行了分析；2016年，Clarizia等［8］使用TDS-1数据，对星载GNSS-R海面高度反演进行了初步研究，以DTU10(Danmarks Tekniske Universitet 10）平均海平面模型为验证模型，分别在北太平洋和南大西洋进行了验证；2018年，Mashburn等［9］使用TDS-1数据，对星载GNSS-R海面高度反演进行分析，使用DTU10平均海平面模型与电离层模型、对流层模型等建立HiFi模型作为验证模型，在全球范围内对高度反演结果进行了验证；……