观海测高多面手——天宫二号三维成像微波高度计数据展示

　　天宫二号自2017年9月转入独立在轨运行以来，运行稳定、各载荷状态良好，继续开展各项科学实验与应用试验。
　　三维成像微波高度计是搭载在天宫二号上的新一代微波高度计，采用小角度、高精度干涉测量技术精确获取海面高度信息，是国际上首次实现宽刈幅（≥30km）海面高度测量的微波高度计。同时，该高度计可对陆地成像，获得三维地形信息。
　　在轨运行以来，三维成像微波高度计工作状态良好。地面对获取的观测数据进行一系列复杂处理后，获得高度计幅度图像和高程图像，覆盖了沿海、河流、山脉等典型地物类型。
　　
　　海陆交界

图1：三维成像微波高度计北海道部分地区幅度图像

图2：三维成像微波高度计北海道部分地区高程图

　　图1和图2展示的是日本北海道日高支厅沿海部分区域的幅度图像和高程图。在幅度图像中，海面和陆地由于后向散射特性差异，对比明显，山脉纹理清晰。由此看出，天宫二号三维成像微波高度计在海岸带监测方面具有较大应用潜力；在高程图中，伪彩色图较好的展现了该地区的海拔变化，从海平面向陆地方向呈逐渐走高，山脊和山谷的高差明显。
　　
　　内陆河流

图3：三维成像微波高度计成都平原北部地区幅度图像

图4：三维成像微波高度计成都平原北部地区高程图

　　图3和图4展示的是四川省成都平原北部地区的幅度图像和高程图。在幅度图像中，弯曲细长的河流和周边城区亮度较高，亮度较暗的农田分布在河流两侧。高程图反映了该地区地势自西北向东南逐渐降低的趋势，与图中河流流向一致。
　　
　　高原湖泊

图5：三维成像微波高度计尼玛县部分地区幅度图像

图6：三维成像微波高度计尼玛县部分地区高程图

　　图5和图6展示的是西藏地区尼玛县雅根错及其周边地区的幅度图像和高程图。在幅度图像中，由于成像时湖面较为平静，高度计回波信号较弱，因此湖面亮度较低，湖泊四周山脉层次较丰富。由此看出，天宫二号三维成像微波高度计在内陆湖泊面积、水位、水存储量等监测方面具有较大应用潜力；高程图很好地反映出湖泊海拔较低、周边山脉海拔逐渐增高的地形特性。

图7：三维成像微波高度计阿拉善左旗局部地区幅度图像

图8：三维成像微波高度计阿拉善左旗局部地区高程图

　　图7和图8展示的是内蒙古自治区阿拉善左旗局部地区的幅度图像和高程图。幅度图中，东部的腾格里沙漠纹理较少，中西部的丘陵和盆地纹理丰富。高程图显示该地区地势由东向西逐渐升高，蓝色调的沙漠区域地势较低，红色区域为海拔较高的山体，两山之间海拔较低的区域为盆地。由此看出，天宫二号三维成像微波高度计在陆地地形监测方面具有较大应用潜力。
　　天宫二号三维成像微波高度计还能够获得海洋干涉相位图，并可测算三维海洋形态，为海平面高度测量、海洋环境探测等提供有效的手段。
　　精确测量海面高度对于研究全球海平面变化、海洋流场等动力环境要素具有重要的意义。三维成像微波高度计可在星下点右侧获得超过30km宽的海面高度测量数据，可满足对15~300km量级的中小尺度涡旋、洋流等海洋现象的研究，为分析海面高度测量精度提供数据和信息支持。

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