衛星大地測量技術與遙感監測不得不說的故事

　　【儀表網 儀表深度】科技部11月27日組織發布了《生態環境遙感監測2020年度報告》，根據科技部總體部署，國家遙感中心聯合多家單位，使用包括海洋、高分、資源、氣象、環境、極地等國內外衛星的觀測數據，完成了2020年度報告的編制工作。該年度報告聚焦“南極冰蓋變化”“大宗糧油作物生產與糧食安全形勢”和“城市擴展與土地覆蓋變化”3個專題。本文，小編就帶大家主要了解一下南極冰蓋的監測。
 

　　監測南極冰蓋的重要性
 

　　南極冰蓋是地球氣候系統中大的冷源，對氣候變化具有重要指示作用。基于多源遙感數據監測，本世紀以來，南極冰蓋表面融化顯著，融化面積占南極冰蓋總面積的19%。未來南極冰蓋表面融化將會繼續增加，尤其在西南極和南極半島地區，對海平面上升的影響將變得顯著。此外，冰蓋表面融化加速，以及冰架底部融化加劇和海冰減少等又促使南極冰架崩解呈現明顯加劇趨勢。
 

　　“生態環境遙感監測年度報告”編制工作對監測南極冰蓋也有著長足的作用，所以還將長期、持續地開展下去。這一工作充分彰顯了我國遙感科技界對服務人類社會、應對氣候變化、解決生態環境問題的積極態度。
 

　　衛星大地測量技術監測南極冰蓋
 

　　衛星大地測量是指利用人造地球衛星進行地面點定位以及測定地球形狀、大小和地球重力場的工作。衛星大地測量始于1957年人造地球衛星的出現，并獲得迅速發展。
 

　　在南極，雪積累引起質量增加，冰融水徑流，跨過接地線的固態冰動力學流失導致質量損失。南極質量平衡定義為二者的總和，監測和研究南極冰蓋質量平衡對海平面變化和變化研究具有重要意義。近年來，衛星大地測量技術監測南極冰蓋質量平衡取得了新進展，其中衛星測高技術可直接監測冰蓋表面的高程變化，合成孔徑干涉測量技術可冰川流動的速度，衛星重力則可直接監測南極蓋質量平衡但是易受冰川均衡調整的影響。
 

　　衛星大地測量技術包括：定位系統、衛星激光測距、衛星測高、衛星重力梯度測量、雙向無線電衛星定位等。與傳統大地測量比較，其優點是：、全天候連續地實時定位；操作方便、觀測時間短；提供三維坐標，定位精度高；各測站間不需通視，節省建立覘標經費。
 

　　衛星大地測量從原理上可分為幾何法和動力法。將衛星作為高空目標，由幾個地面站同步觀測，即可按三維三角測量方法計算這些地面點之間的相對位置。這種方法不涉及衛星的運動，稱為衛星大地測量幾何法。這種方法用于建立、區域、國家、重大工程的衛星大地網，求定測站點的大地坐標。而如果把衛星作為運動的天體，并利用衛星離地球較近的特點，將它作為地球引力場的敏感器進行軌道攝動觀測，就可以推求地球形狀和地球重力場參數，同時還可以精確計算衛星軌道和確定地面觀測站的地心坐標。這種方法稱為衛星大地測量動力法。
 

　　大地測量和遙感的千絲萬縷
 

　　遙感是20世紀60年代發展起來的一門對地觀測綜合性技術。自20世紀80年代以來，遙感技術得到了長足的發展，遙感技術的應用也日趨廣泛。隨著遙感技術的不斷進步和遙感技術應用的不斷深入，未來的遙感技術將在我國國民經濟建設中發揮越來越重要的作用。
 

　　關于遙感的科學含義通常有廣義和狹義兩種解釋: 廣義的解釋: 一切與目標物不接觸的遠距離探測。狹義的解釋: 運用現代光學、電子學探測儀器，不與目標物相接觸，從遠距離把目標物的電磁波特性記錄下來，通過分析、解譯揭示出目標物本身的特征、性質及其變化規律。
 

　　而我們常說的衛星與遙感技術則是利用衛星進行遙感探測的技術。由于遙感在地表資源環境監測、農作物估產、災害監測、變化等等許多方面具有顯而易見的優勢，它正處于飛速發展中。
 

　　目前衛星與遙感技術主要運用在板塊運動、地震、火山、滑坡、冰川、地下核試驗、礦業活動、地下水遷移等自然和人為因素所產生地表形變的監測中。衛星大地測量能夠通過衛星數據測量研究地球不斷變化的幾何形狀、重力場和旋轉狀態；微波遙感利用星載/機載雷達研究地表散射特征。二者的結合和交叉形成了大地測量領域未來的一個新的研究方向：雷達影像測地學，即利用微波遙感影像量測、解譯和理解地球表面的幾何、物理屬性變化。