測高衛星

測高衛星設計來觀測全球海平面高度，其優點為涵蓋近乎全球的 觀測量，且觀測的海平面高度不受陸地地表變形之影響，為相對於參 考橢球之絕對量。因為海水表面較為平滑穩定，且對於雷達波訊號反 射率較佳，故測高衛星一開始被設計應用於開闊海域海平面監測，而 陸地表面因植被、建物等因素造成地形起伏較大，且地表面對於雷達 訊號反射率較差，因此測高觀測量於陸地上之精度欠佳，但近幾年來 因為波形重定(waveform retracking)演算法快速發展，衛星測高可用來 監測陸地、陸地水體或冰原等變化。

最早提出利用測高雷達技術觀測海平面變化的想法可追溯到1969 年於美國威廉斯鎮(Williamstown)所召開會議中，此想法為測量衛星至 海平面距離之雷達技術與精密軌道定位技術定出衛星位置進而設計出 測高衛星。第一顆測高衛星Skylab於1973年5月由NASA研製發射（圖 2.1），隨後Geos-3、Seasat、Geosat、GFO、ERS-1、ERS-2、Envisat、

Altika/Saral、TOPEX/Poseidon(T/P)、Jason-1(J-1)、Jason-2(J-2)、J-3、

Cryosat-2、HY-2等測高衛星陸續發射，表2.1為各測高衛星任務參數比 較表。第一顆測高衛星Skylab觀測精度約為1公尺，其中以衛星軌道誤 差最大，後續發射衛星之軌道已有顯著改進，現今之軌道誤差已小於 海洋變化訊號，軌道精度由1公尺提升至2-3公分(圖2.2)，因此測高衛星 觀測量可廣泛應用於海平面訊號監測。

圖 2.1 Skylab 衛星照片。[圖片來源：http://www.nasa.gov/]

圖 2.2 測高衛星之軌道誤差比較。[圖片來源：

http://www.aviso.oceanobs.com/]

表 2-1 衛星測高基本資料表[資料來源：

Jason-1 NASA/CNES 2001/12

– 2013/07 1336 66 9.9156 Eumetsat, and NOAA

2008/06

– Present 1336 66 9.9156

Cryosat-2 ESA 2010/04

– Present 717 92 369 days with 30 day sub-cycle

HY-2 CAST 2011/08

– Present 971 99.3 14; 168

Altika/Saral ISRO, CNES 2013/02

– Present 800 98.55 35

Jason-3 CNES, NASA, Eumetsat, and NOAA

2016/01–

Present 1336 66 10

衛星測高海平面變化資料主要分成沿軌跡點(along-track)與網格化 後之網格(grid)等資料，為延續第一期至第三期計畫成果，本研究主要 使用沿軌跡點衛星測高資料於測站資料之地表垂直變動訊號改正以及

分析測高觀測資料之水位昇降變化特性。而網格資料僅用於分析每個 網格上水位變化特性。沿軌跡點衛星測高資料將包含T/P、J-1、J-2衛 星 測 高 資 料 ， 可 分 別 由 雷 達 測 高 資 料 收 集 (Radar Altimeter Data Acquisition, RADs) [http://rads.tudelft.nl/rads/rads.shtml]與法國衛星海 洋數據存檔、驗正與解釋 (Archiving, Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic, AVISO) [http://www.aviso.oceanobs.com/en/]資 料中心取得;衛星測高網格資料可由衛星海洋數據存檔、驗正與解釋 (AVISO) [http://www.aviso.oceanobs.com/en/]資料中心取得，該資料主 要結合ERS-1/-2、Envisat、Saral/AltiKa、Cryosat-2、T/P、J-1/2、J-2、

GFO及HY-2A等衛星測高資料。沿軌跡點衛星測高資料為本研究主要 使用之測高資料，後續將主要介紹T/P、J-1與J-2衛星測高資訊。

T/P是第一顆專為量測海流及海平面變化所設計之衛星，能提供連 續時間及空間之海平面監測，其量測海平面高度之精度約為5公分 [Shum et al., 1995]，而J-1衛星的目的為接替T/P衛星，J-2衛星為接替J-1 衛星，三顆測高衛星的設計相同。此三個衛星資料可合併使用，因此

已於第二期(103年度)分別比較等權平均與加權平均(距離倒數平方)潮