【儀表網 行業聚焦點】近日，由武漢大學承擔的863計劃“高程基準現代化實現關鍵技術”課題順利通過中期檢查。成功建立的名為WHU2013 MSS平均海面高模型，為海域重力數據、海域大地水準面、高程基準統一、海平面變化、海洋環流等大地測量學和海洋學相關應用領域提供了基礎海面高信息。
平均海面是大地測量學和物理海洋學重要的參考面，包括了大地水準面和海面地形兩部分，廣泛用于分析大地水準面差距、研究地殼形變和地球內部動力學機制等。如何聯合處理多代測高文行數據，成為計算高精度高分辨率平均海面高模型的關鍵技術。
高精度高分辨率平均海面高模型是研究海洋動力環境變化的重要基礎，也是當今地球科學和變化所關注的科學問題之一。隨著測高數據的不斷獲取，平均海平面高模型的研究不斷向前推進，模型的分辨率和精度不斷提高。衛星測高提供了直接測量海面高的技術，極大地提高了海洋觀測數據的時空分辨率。
自20世紀70年代成功獲取顆測高衛星Geos-3觀測數據以來，利用衛星測高觀測數據先后建立了一系列和區域平均海平面高模型。上先后推出了OSU95MSS、CLS_SHOM98.2、GSFC00.1、CLS01、CNES_CLS11、DTU13等多個平均海面高模型。
2014年11月15日，科技部國家遙感中心組織專家對由武漢大學承擔的863計劃“高程基準現代化實現關鍵技術”課題進行了中期檢查。兩年來，課題組采用了1993至2012共20年所有T/P、Jason-1/2、ERS-1/2、ENVISAT、GFO、Cryosat2等多源測高數據，通過多源數據基準的統一、大地測量任務數據海平面變化信號削弱等方法研究，以EGM08超高階重力場模型確定的大地水準面為參考，利用移去-恢復方法，并選用小二乘配置格網化方法建立了緯度-80°~84°海域內2′×2′分辨率的平均海平面高模型WHU2013 MSS。在-66°~66°緯度范圍內，該模型與丹麥科技大學發布的新模型DTU13差異為1.9cm，與法國空間局發布的新模型CNESCLS2011差異為2.7cm；在-80°~84°緯度范圍內，差異分別為4.5cm和5.3cm，達到先進水平。
據了解，武漢大學測繪學院一直致力于平均海面數值模型的研制。2002年，該院利用多年多種衛星測高數據，研制完成的WHU2000 MSS，是當時上少數分辨率和精度極高的平均海面模型之一。
利用衛星測高技術監測海面變化是一項長期的科學任務，后續測高衛星的測量精度將繼續改進，需要進一步研究利用新的大氣和海洋環境衛星探測數據來精化測高數據的物理改正模型，將平均海面模型的精度再提高，進而更地研究預測平均海面的變化趨勢，并作出地球物理和環境變化的解釋。
此次通過中期檢查的WHU2013 MSS成果為海域重力數據、海域大地水準面、高程基準統一、海平面變化、海洋環流等大地測量學和海洋學相關應用領域提供了基礎海面高信息。
衛星測高是20世紀70年代發展起來的一項空間測量技術。經過幾十年的研究，大量的數據結果表明，該技術在研究海洋大地水準面和重力異常與地球物理和海洋參數方面，都顯示出了巨大的潛力。作為一項高科技測量技術，衛星測高以人造衛星作為測量儀器的載體，借助著空間技術、電子技術、光電技術和微波技術等高新技術的發展，在空間大地測量領域產生了一場深刻的變革。
衛星測高儀是一種星載的微波雷達。測高儀的發射裝置通過天線以一定的脈沖重復頻率向地球表面發射調制后的壓縮脈沖，經海面反射后，由接收機接收返回的脈沖，并測量發射脈沖的時刻與接收脈沖的時刻的時間差。根據此時間差及返回的波形，便可以測量出衛星到海面的距離。實際上，測高儀所測的距離是衛星到星下點足跡(footprint)某一范圍內的平均距離。根據海況的不同，該星下點足跡的直徑從214km到12km不等。星下點足跡內海面的粗糙度可根據接收雷達脈沖的時間分布(波形結構)來推斷，并由此來定義有效波高SWH。另一項回波內容是反射脈沖的強度，通常用自動增益控制AGC來表示。
據悉，對過去100年驗潮站數據及近15年衛星測高數據進行分析，得出的海平面上升速率大致為1mm－2mm/年。我國海岸線長17700km，海面上升對我國未來環境的影響不容忽視。因此，確定平均海面模型研究海平面變化，對地球科學和環境科學的發展都有重要意義。專家介紹，平均海面模型可為研究海平面變化特別是較短時間尺度內的變化提供基準面。
