CN116399294B - 一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，涉及海洋监测技术领域，用于对影响检验精度的海气要素进行分析，具体包括如下步骤：明确海面高度和比容高度间影响因素；对比不同水深下海面高度和比容高度关系，开展水深影响因素分析；分析涡旋对检验的影响；分析风速对海面高度检验的影响；对于随时间会有变化的要素，开展不同影响因素对海面高度和比容高度关系在不同月份的影响分析；分析进行干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围。本发明的技术方案克服现有技术中对影响海面高度和比容高度的关系的因素对检验影响分析不足，进而导致海面高度检验精度不高的问题。

Description

一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法
技术领域
本发明涉及海洋监测技术领域，具体涉及一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法。
背景技术
作为海洋中的重要一环，百公里以下尺度海洋现象一直是海洋动力学研究的重点。该尺度下的海洋动力过程作为海洋上层环流的重要一环，承担着海洋能量垂直交换等任务，也影响着海洋的运转。但是目前针对全球百公里以下尺度海洋动力过程的观测是十分匮乏的。传统卫星高度计受采样机制的影响，跨轨200公里以上的间距使得多颗高度计卫星的融合数据也只能针对中尺度(百公里以上)海洋动力过程进行研究。宽刈幅干涉成像高度计将海面高度观测机制由传统高度计的一维沿轨采样，提升到二维成像观测；分辨率也由原来的中尺度分辨率(～100km)提升到亚中尺度分辨率(～15km)，使得针对海洋动力过程的研究步入新时代。但为了进一步的提高高度计卫星数据精度，提高海面高度监测精度，针对卫星观测数据的检验就必不可少。
针对传统高度计的检验主要是基于验潮仪以及全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)浮标开展的星下点绝对高度定标，但是由于干涉成像高度计刈幅范围较大，传统的GNSS方法在进行整个刈幅范围的检验时，精度很难达到要求，且不易长时间布放，因此传统的检验方法不再适用。目前已有研究学者基于现有高度计检验方法开展干涉成像高度计检验方法可行性研究，以及基于比容高度开展干涉成像高度计检验方法理论分析，并对该方法的可行性进行分析。但是这些研究只证明了干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的可行性。然而涡旋、风等要素会影响到检验的进一步开展，需要分析这些要素与海面高度和比容高度的关系，进一步优化该检验方法，提高检验精度。
因此现需要一种通过对影响检验精度的典型海气要素进行分析，进而提高干涉成像高度计的检验精度的海面高度检验分析方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，以解决现有技术中对海面高度和比容高度的关系对于检验影响分析不足，进而导致检验海面高度精度不高的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，具体包括如下步骤：S1，成像高度计具体为干涉成像高度计，分析基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，明确海面高度和比容高度之间的影响因素；S2，针对由步骤S1得出的理论分析结果，对比不同水深条件下海面高度和比容高度关系，开展水深影响因素的分析；S3，对于有明确界限的要素即涡旋，利用仿真手段在干涉成像高度计海面高度检验区域内，进行不同范围内外的检验结果对比分析，从空间范围的角度分析涡旋对检验的影响；S4，对于没有明显边界的要素即风，利用仿真手段在干涉成像高度计海面高度检验的区域内，进行随着风速变化海面高度和比容高度关系变化情况的分析，分析风速对海面高度检验的影响；S5，对于随着时间会有变化的要素，利用仿真手段开展不同影响因素对海面高度和比容高度关系在不同月份的影响情况分析，从时间尺度分析这些要素对干涉成像高度计检验的影响；S6，通过由步骤S1-S5得出的不同因素对干涉成像高度计检验的影响情况，分析进行干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围。
进一步地，步骤S1具体包括：
S1.1，针对基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，开展海面高度和比容高度关系的理论分析；
物理海洋的海水静力平衡公式为：
其中，p代表压力，ρ代表海水密度，ρ0代表参考密度，ρ′代表密度异常,g代表重力常数，公式(1)通过变形得到：
其中，pB代表海水底部压强，pA代表大气表面压强，ζ代表参考面是z＝0时的海平面高度，-h代表海水深度，经过公示变换可以得到：
比容高度公式为：
其中α(35,0,p)是盐度为35，温度为0度，压力p下的比容，α′是相对于标准情况下的比容异常。
S1.2，明确水深、正压信号和斜压信号带来的影响，选取典型的正压信号风和典型的斜压信号涡旋进行分析。
S1.3，根据有无确定边界，对不同影响因素进行分类。
进一步地，步骤S2具体包括：S2.1，在海区开展不同深度条件下，海面高度和比容高度的相关性、均方根误差的分布研究；S2.2，根据不同水深条件下，海面高度和比容高度的关系，结合干涉成像高度计检验需要的精度，确定海区内可开展干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法进行海面高度检验的海水深度。
进一步地，步骤S3具体包括：S3.1，将有明显分界条件的要素涡旋，利用仿真的手段进行海域内的划分，区分出涡旋高发区、涡旋低发区和整体区域，对比三个区域的海面高度和比容高度的关系；S3.2，将海区分为涡内区域和涡外区域，进行不同区域的海面高度和比容高度的关系的对比分析；S3.3，将涡旋内范围区分为气旋涡范围和反气旋涡范围，进行不同区域海面高度和比容高度关系的对比分析；S3.4，分析涡旋对海面高度和比容高度关系，在空间方面的影响情况。
进一步地，步骤S4具体包括：S4.1，将U、V方向风速和整体风速的空间分布与海面高度和比容高度差异的空间分布进行对比；S4.2，将不同的U、V方向风速和整体风速情况下，不同海面高度和比容高度差异的出现频次进行对比；S4.3，将不同的U、V方向风速和整体风速情况下，不同海面高度和比容高度差异的出现频率进行对比；S4.4，分析风对于海面高度和比容高度关系的影响。
进一步地，步骤S5具体包括：S5.1，针对涡旋开展不同月份下，不同极性涡旋区域范围内海面高度和比容高度关系的研究；S5.2，针对不同的U、V方向风速、整体风速下，不同月份海面高度与比容高度关系的研究。
进一步地，步骤S6具体包括：S6.1，从空间影响上，分析涡旋和风对海面高度和比容高度关系的影响；S6.2，从时间影响上，分析涡旋和风在不同月份对海面高度和比容高度关系的影响；S6.3，根据海域整体情况分析、空间分析和时间分析，进行基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围的确定。
本发明具有如下有益效果：
本发明针对基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法中的海面高度和比容高度的关系，开展正压信号和斜压信号中的最典型的影响因素，风和涡旋的时空影响情况分析，通过对空间和时间的条件限定，提高海面高度和比容高度的关系，进而提高干涉成像高度计的检验精度，优化基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1示出了本发明的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的流程图。
图2示出了现有技术中基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法中的海面高度与比容高度的关系示意图。
图3示出了根据本发明提供的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的步骤S2分析得出的某海区不同水深条件下海面高度和比容高度的关系图。
图4示出了根据本发明步骤S4分析得出的海面高度和比容高度在试验区的空间分布情况图。
图5(a)示出了整体风速在试验区的空间分布情况；图5(b)示出了U方向风速在试验区的空间分布情况；图5(c)示出了V方向风速在试验区的空间分布情况图。
图6(a)示出了整体风速下海面高度和比容高度差异分布情况图；图6(b)示出了U方向风速下海面高度和比容高度差异分布情况图；图6(c)示出了V方向风速下海面高度和比容高度差异分布情况图。
图7(a)示出了整体风速下出现海面高度和比容高度差的频率分布图；图7(b)示出了U方向风速下出现海面高度和比容高度差的频率分布图；图7(c)示出了V方向风速下出现海面高度和比容高度差的频率分布图。
图8(a)示出了海面高度和比容高度的均方根误差图；图8(b)示出了海面高度和比容高度的误差图，图8(c)示出了海面高度和比容高度的相关系数图。
图9(a)示出了海面高度和比容高度的均方根误差图；图9(b)示出了海面高度和比容高度的误差图，图9(c)示出了海面高度和比容高度的相关系数图。
图10(a)示出了海面高度和比容高度的均方根误差图；图10(b)示出了海面高度和比容高度的误差图，图10(c)示出了海面高度和比容高度的相关系数图。
图11示出了根据本发明步骤S5分析得出的试验区不同月份下海面高度和比容高度关系差异图。
图12示出了图11的试验区同时间段下不同月份下的风速变化图。
图13(a)示出了试验区整体风速下海面高度和比容高度差异在相关性系数上的表现图；图13(b)示出了试验区U方向风速下海面高度和比容高度差异在相关性系数上的表现图；图13(c)示出了试验区V方向风速下海面高度和比容高度差异在相关性系数上的表现图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，具体包括如下步骤：
S1，成像高度计具体为干涉成像高度计，分析基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，明确海面高度和比容高度之间的影响因素。
具体地，步骤S1具体包括：
S1.1，针对基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，开展海面高度和比容高度关系的理论分析；
物理海洋的海水静力平衡公式为：
其中，p代表压力，ρ代表海水密度，ρ0代表参考密度，ρ′代表密度异常,g代表重力常数，公式(1)通过变形得到：
其中，pB代表海水底部压强，pA代表大气表面压强，ζ代表参考面是z＝0时的海平面高度，-h代表海水深度，经过公示变换可以得到：
其中，p′B＝pB-ρ0g(ζ+h)代表海水底部压强变化，而被忽略，因为在应用该方法的时候海水高度变化是应远小于水深的，这也说明该方法适用于海水深度较大区域。
对于比容高度而言，它并不是绝对意义上的高度，但是它是海水密度函数表示的一种高度。
比容高度公式为：
其中α(35,0,p)是盐度为35，温度为0度，压力p下的比容，α′是相对于标准情况下的比容异常。综合海平面高度公式(3)和比容高度公式(4)可以发现，海平面高度由3部分组成，分别是海表面压强(即大气表面压强)，海底压强变化以及比容高度。其中海表面压强和海底压强变化是典型的正压信号，而比容高度是斜压信号。
S1.2，明确水深、正压信号和斜压信号带来的影响，选取典型的正压信号风和典型的斜压信号涡旋进行分析。根据理论分析的结果开展进一步的分析，为了提高海面高度和比容高度的关系，需要分析水深、正压信号和斜压信号带来的影响，风为典型正压信号，涡旋为典型斜压信号。
S1.3，根据有无确定边界，对不同影响因素进行分类。对涡旋、风这些影响因素根据有无确定边界进行分类，方便开展不同影响因素对海面高度检验的影响分析。
S2，针对由步骤S1得出的理论分析结果，对比不同水深条件下海面高度和比容高度关系，开展水深影响因素分析。
如图2所示，卫星数据中的海面高度是通过卫星定位高度和卫星观测高度作差得到的，是卫星观测瞬间的瞬时海面高度到卫星定位参考面即参考椭球体的距离。而比容高度是瞬时海平面到观测参考面中因为密度变化带来的高度变化，所以不是绝对意义上的高度，只是一种高度变化。而基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法是通过对干涉成像高度计不同像元内的海面高度和比容高度差异开展的。
通过对卫星观测的海面高度定义和比容高度的定义，结合海洋静力平衡公式推导两者之间的关系，确认海面高度和比容高度之间的异同点，通过海面高度的忽略项明确水深要素的重要性，通过海面高度和比容高度的差异项，明确检验需要在斜压信号主导区域，降低正压的影响，因此确定基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法中主要的影响因素。
具体地，步骤S2具体包括：
S2.1，在海区开展不同深度条件下，海面高度和比容高度的相关性、均方根误差的分布研究。通过理论分析可以发现，基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法需要在水深较大的区域开展，因此在海区开展不同深度条件下，海面高度和比容高度的相关性、均方根误差的分布研究。
S2.2，根据不同水深条件下，海面高度和比容高度的关系，结合干涉成像高度计检验需要的精度，确定海区内可开展干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法进行海面高度检验的海水深度。
因为在理论分析时发现需要考虑水深要素，开展在试验区的不同水深的情况分析，通过对试验区不同水深条件进行限定，进行均方根误差和相关性系数的分析，如图3所示，从0-600米的范围内，海面高度和比容高度关系变化比较迅速，到150m的时候基本满足干涉成像高度计海面高度检验的需求，从本分析中可以发现，对于该海区而言，需要进行水深限定，结合工程开展需要陆地进行支撑的实际情况，将水深限定在150m以深范围。
S3，对于有明确界限的要素即涡旋，利用仿真手段在干涉成像高度计海面高度检验区域内，进行不同范围内外的检验结果对比分析，从空间范围的角度分析涡旋对检验的影响。
具体地，步骤S3具体包括：
S3.1，将有明显分界条件的要素即涡旋，利用仿真的手段进行海域内的划分，区分出涡旋高发区(涡旋每年出现概率大于2/3)、涡旋低发区和全实验区域(涡旋每年出现概率小于1/3)，对比三个区域的海面高度和比容高度的关系。
S3.2，将海区分为涡内区域和涡外区域，进行不同区域的海面高度和比容高度的关系的对比分析。
S3.3，将涡旋内范围区分为气旋涡范围和反气旋涡范围，进行不同区域海面高度和比容高度关系的对比分析。
S3.4，分析涡旋对海面高度和比容高度关系，在空间方面的影响情况。
对于涡旋这个典型的斜压信号要素而言，其存在会影响到海面高度和比容高度关系，进而影响到检验的结果。通过对不同涡旋发生频率下海面高度和比容高度关系、涡旋内外海面高度和比容高度关系以及不同极性下海面高度和比容高度的关系具有如下分析结果。
表1：全试验区、涡旋高发区和涡旋低发区的海面高度和比容高度的关系表
区域 均方根误差 误差 相关性系数
全试验区 5.40cm 40.82％ 79.76
涡旋高发区 5.59cm 62.31％ 62.83
涡旋低发区 4.21cm 35.42％ 85.01
如表1所示，对于涡旋低发区而言，其海面高度和比容高度的相关性更高、均方根误差更低，在这种情况下将检验的试验区设定在涡旋低发区，检验结果会更好。
表2：全试验区、涡旋内区域和涡旋外区域的海面高度和比容高度的关系表
区域 均方根误差 误差 相关性系数
全试验区 5.40cm 40.82％ 79.76
涡旋内区域 2.77cm 17.23％ 95.88
涡旋外区域 5.16cm 38.95％ 80.22
如表2所示，对比涡旋内区域的结果和涡旋外区域的结果，可以发现涡旋内区域结果是有明显的提升的，在这种情况下干涉成像高度计检验在涡内区域开展更好。两者看似有矛盾但是对于不同检验开展情况而言，选择是不同的。长期观测应该在涡旋低发区，但是对于单次检验则应该在涡旋出现的时候。
表3：涡内区域、气旋涡和反气旋涡区域的海面高度和比容高度的关系表
区域 均方根误差 误差 相关性系数
涡内区域 2.77cm 17.23％ 95.88
气旋涡区域 2.56cm 17.50％ 95.69
反气旋涡区域 2.96cm 20.74％ 92.86
如表3所示，对于气旋涡和反气旋涡而言，其结果和涡旋区域相比并没有明显，甚至结果有所下降，因此对于空间选择而言没有太多帮助。
S4，对于没有明显边界的要素即风，利用仿真手段在干涉成像高度计海面高度检验的区域内，进行随着风速变化海面高度和比容高度关系变化情况的分析，分析风速对海面高度检验的影响。
具体地，步骤S4具体包括：S4.1，将U、V方向风速和整体风速的空间分布与海面高度和比容高度差异的空间分布进行对比；S4.2，将不同的U、V方向风速和整体风速情况下，不同海面高度和比容高度差异的出现频次进行对比；S4.3，将不同的U、V方向风速和整体风速情况下，不同海面高度和比容高度差异的出现频率进行对比；S4.4，分析风对于海面高度和比容高度关系的影响。
由于风属于典型的正压信号，因此风会影响到海面高度和比容高度的关系。图4中的颜色深浅表示的是海面高度和比容高度差异的大小；图5(a)、图5(b)和图5(c)中颜色的深浅表示的是风速的大小。通过对比在实验区域内，风速的分布与海面高度和比容高度关系的分布，可以发现从空间上看，并没有太强烈的空间关系。如图6(a)、图6(b)和图6(c)所示，颜色代表该情况出现的次数。当在试验区内，进行不同整体风速和U、V方向的风速下的海面高度和比容高度差异的分布情况，在V方向风速在9m/s左右的时候，有部分异常数据的出现，此时U方向风速在10m/s左右。通过此步骤排除掉异常清楚多发区间。
进一步进行该风速出现次数在3000次以上的情况下，不同等速下海面高度和比容高度差异出现的频率分析，图7(a)、图7(b)和图7(c)中的颜色深浅表示该风速下，海面高度和比容高度差异出现的频率。如图7(a)所示，可以发现对于整体风速而言，不同风速下海面高度和比容高度的差异在0cm左右对称分布，在风速2m/s左右0cm附近出现概率最大，到了12m/s以上海面高度和比容高度差异变大。如图7(b)、7(c)所示，对于U、V方向风速而言，其结果在风速为正的时候是比容高度大于海面高度出现概率更高，风速为负的时候则正好相反，并且风速越大该特征越明显。这就说明，最好在风速小于8m/s的情况下进行，同时对于该试验区而言，V方向的风速比较重要，同时在V方向上的风速应该在-4m/s到2m/s范围内结果会更好。
S5，对于随着时间会有变化的要素，利用仿真手段开展不同影响因素对海面高度和比容高度关系在不同季节的影响情况分析，从时间尺度分析这些要素对干涉成像高度计检验的影响。
具体地，步骤S5具体包括：S5.1，针对涡旋开展不同月份下，不同极性涡旋区域范围内海面高度和比容高度关系的研究；S5.2，针对不同的U、V方向风速、整体风速下，不同月份海面高度与比容高度关系的研究。
除了空间影响外，涡旋和风也会随着时间尺度变化，对于涡旋而言，如图8(a)、图8(b)和图8(c)所示的涡旋高(低)发区和如图9(a)、图9(b)和图9(c)所示的涡旋内外，在不同月份上不同区域的变化规律基本上是同步的。如图8(a)、图8(b)、图8(c)以及如图9(a)、图9(b)和图9(c)所示，从时间上看，3月并不适合开展检验，5-10月效果较好。如图10(a)、图10(b)和图10(c)所示，只有对于不同极性的涡旋而言，在每年的上半年和下半年是有明显的差异的，上半年气旋涡大部分情况优于反气旋涡，下半年反气旋涡整体上优于气旋涡。如图11和图12所示，对于风速而言，风速的季节变化比较明显，但是海面高度和比容高度关系的变化是不明显的，但是两者之间趋势还是有一定的相似之处。如图13(a)、13(b)和13(c)所示，从相关性和风速在不同月份的关系来看，可以明显的看出两者之间具有负相关的关系，从而发现随着风速的增加相关性变差。综合步骤S5而言，在5月份或者10月份开展检验是比较好的选择。
S6，通过由步骤S1-S5得出的不同因素对干涉成像高度计检验的影响情况，分析进行干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围。
通过对不同因素对海面高度和比容高度关系的影响分析，优化干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，通过对现场观测的时空条件和布设方案优化，提高干涉成像高度计海面高度检验精度。
具体地，步骤S6具体包括：S6.1，从空间影响上，分析涡旋和风对海面高度和比容高度关系的影响；S6.2，从时间影响上，分析涡旋和风在不同月份对海面高度和比容高度关系的影响；S6.3，根据海域整体情况分析、空间分析和时间分析，进行基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围的确定。
通过对涡旋和风速，从空间和时间条件上进行分析，可以发现从空间上看，因为涡旋出现的空间位置是不固定的，因此如果长时间开展检验需要将检验区建立在涡旋低发区域，而如果只是单次开展检验，则需要在涡旋高发区建立检验阵列，等待涡旋的出现。同时，在开展检验的时候需要注意当天的风速条件，在研究建议的区间内开展检验。从时间上看，如果在涡旋内开展检验，对于不同极性的涡旋，是需要考虑在哪个月份开展的，同时因为风速的影响较大，检验最好在5月和10月开展。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1，成像高度计具体为干涉成像高度计，分析基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，明确海面高度和比容高度之间的影响因素；
S2，针对由步骤S1得出的理论分析结果，对比不同水深条件下海面高度和比容高度关系，开展水深影响因素的分析；
步骤S2具体包括：
S2.1，在海区开展不同深度条件下，海面高度和比容高度的相关性、均方根误差的分布研究；
S2.2，根据不同水深条件下，海面高度和比容高度的关系，结合干涉成像高度计检验需要的精度，确定海区内可开展干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法进行海面高度检验的海水深度；
S3，对于有明确界限的要素即涡旋，利用仿真手段在干涉成像高度计海面高度检验区域内，进行不同范围内外的检验结果对比分析，从空间范围的角度分析涡旋对检验的影响；
S4，对于没有明显边界的要素即风，利用仿真手段在干涉成像高度计海面高度检验的区域内，进行随着风速变化海面高度和比容高度关系变化情况的分析，分析风速对海面高度检验的影响；
S5，对于随着时间会有变化的要素，利用仿真手段开展不同影响因素对海面高度和比容高度关系在不同月份的影响情况分析，从时间尺度分析这些要素对干涉成像高度计检验的影响；
S6，通过由步骤S1-S5得出的不同因素对干涉成像高度计检验的影响情况，分析进行干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
S1.1，针对基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，开展海面高度和比容高度关系的理论分析；
物理海洋的海水静力平衡公式为：
其中p代表压力，ρ代表海水密度，ρ0代表参考密度，ρ′代表密度异常,g代表重力常数，公式(1)通过变形得到：
其中，pB代表海水底部压强，pA代表大气表面压强，ζ代表参考面是z＝0时的海平面高度，-h代表海水深度，经过公示变换可以得到：
比容高度公式为：
其中α(35,0,p)是盐度为35，温度为0度，压力p下的比容，α′是相对于标准情况下的比容异常；
S1.2，明确水深、正压信号和斜压信号带来的影响，选取典型的正压信号风和典型的斜压信号涡旋进行分析；
S1.3，根据有无确定边界，对不同影响因素进行分类。
3.根据权利要求1所述的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
S3.1，将有明显分界条件的要素涡旋，利用仿真的手段进行海域内的划分，区分出涡旋高发区、涡旋低发区和整体区域，对比三个区域的海面高度和比容高度的关系；
S3.2，将海区分为涡内区域和涡外区域，进行不同区域的海面高度和比容高度的关系的对比分析；
S3.3，将涡旋内范围区分为气旋涡范围和反气旋涡范围，进行不同区域海面高度和比容高度关系的对比分析；
S3.4，分析涡旋对海面高度和比容高度关系，在空间方面的影响情况。
4.根据权利要求1所述的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
S4.1，将U、V方向风速和整体风速的空间分布与海面高度和比容高度差异的空间分布进行对比；
S4.2，将不同的U、V方向风速和整体风速情况下，不同海面高度和比容高度差异的出现频次进行对比；
S4.3，将不同的U、V方向风速和整体风速情况下，不同海面高度和比容高度差异的出现频率进行对比；
S4.4，分析风对于海面高度和比容高度关系的影响。
5.根据权利要求1所述的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
S5.1，针对涡旋开展不同月份下，不同极性涡旋区域范围内海面高度和比容高度关系的研究；
S5.2，针对不同的U、V方向风速、整体风速下，不同月份海面高度与比容高度关系的研究。
6.根据权利要求1所述的一种基于成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法，其特征在于，步骤S6具体包括：
S6.1，从空间影响上，分析涡旋和风对海面高度和比容高度关系的影响；
S6.2，从时间影响上，分析涡旋和风在不同月份对海面高度和比容高度关系的影响；
S6.3，根据海域整体情况分析、空间分析和时间分析，进行基于干涉成像高度计比容高度法的海面高度检验分析方法的时空条件范围的确定。
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