Aardgericht Ruimte-onderzoek [3]
Satelliet radarhoogtemeting:
meten aan de vorm van het
zeeoppervlak
door ir. E. J. O. Schrama, onderzoeksmedewerker bij de eenheid Fysische en Meet
kundige Geodesie van de TU Delft.
SUMMARY
Satellite altimetry: measuring the topography of the sea surface
Satellite altimetry measures the altitude of the satellite above the sea surface via radar pulses. If the satel
lite orbit is known, this results in a description of the shape and variability of the sea topography. The article
describes the relevant measuring and computing techniques of satellite altimetry.
Inleiding
Dit artikel in de mini-serie over Aardgericht Ruimte
onderzoek gaat over satelliet radarhoogtemeting, een
techniek die geschikt is voor het meten aan de permanen
te vorm van het zeeoppervlak en de veranderingen daar
van in de tijd. Dit is een typisch geodetisch onderwerp,
omdat de vorm van het zee-oppervlak grotendeels wordt
bepaald door het aardse zwaartekrachtsveld. In ieder
geodetisch leerboek is dan ook te vinden dat een geoïde
het gemiddelde zeeoppervlak, vrij van getijden en andere
effecten, voorstelt.
Satelliet radarhoogtemeters, kortweg altimeters, zijn er al
vanaf de experimentele missie van Skylab in 1974. Sinds
die tijd zijn er twee altimetermissies geweest, die van
GEOS-3, actief van 1975 tot 1978, en de SEASAT die drie
maanden operationeel was in de nazomer van 1978.
Sinds maart 1985 is GEOSAT operationeel, een satelliet
van de Amerikaanse marine. In de nabije toekomst kun
nen altimetermetingen worden verwacht van ERS-1, die
in 1990 gelanceerd gaat worden door de ESA**), en van
TOPEX/POSEIDON, een samenwerkingsproject tussen
CNES en NASA**), waarvan de lancering naar verwach
ting zal plaatsvinden in 1991.
Hoogtemetingen verricht door altimeters worden veel
vuldig gebruikt in een aantal disciplines waaronder fysi
sche en satellietgeodesie, fysische oceanografie, glacio-
logie en geofysica. Het doel van dit verhaal is om een en
ander op een eenvoudige manier aanschouwelijk te
maken. In het nu volgende zal ik daarom proberen wat
dieper in te gaan op een aantal methoden voor de ver
werking van altimetergegevens.
Bewerking van een voordracht op het symposium „Aardgericht
Ruimte-onderzoek" van de NVG, 19 mei 1988 te Venlo.
Respectievelijk de Europese, Franse en Amerikaanse Ruimte
vaartbureaus.
Het principe
De altimeter zelf bestaat uit een microgolf-radar die niets
anders doet dan afstanden meten naar het zeeoppervlak
recht onder de satelliet. De kortste afstand tot het zee
oppervlak waarin we zijn geïnteresseerd, is in principe te
berekenen uit de halve looptijd van het radarsignaal, een
techniek die veelvuldig wordt gebruikt in de geodesie.
In het geval van SEASAT (fig. 1) bestaat het signaal dat
de altimeter uitzendt uit een aantal pulsen van 3 nano-
SCAT TEROME TER
ANTENNAS
SYNTHETIC APERTURE
RADAR ANTE
ANTENNA No.
MUITI-CHANNE
MICROWAVE RADIOMETER
RADIOMETER
LASER RETROREFIECTOR
ESA
CNES
NASA
European Space Agency.
Centre National des Études Spatiales.
National Aeronautics Space Administration.
Fig. 1. Schets van de SEASAT satelliet; voornaamste instrumenten
aan boord zijn de altimeter en de SAFt (synthetische apertuur radar).
Let ook op de laser reflectoren.
NGT GEODESIA 89
65
