基于SWOT高度测量的垂直偏差分析：孟加拉湾区域的网格反演法与交叉估算方法的比较

《Marine Geodesy》：Deflection of the Vertical from SWOT Altimetry: Grid-Based Inversion Versus Crossover Estimation in the Bay of Bengal

基于SWOT KaRIn数据的孟加拉湾垂向偏移（DOV）恢复方法研究。采用轨道差分、多向网格反演和交叉验证三种方法，通过19个科学周期数据验证。结果显示SWOT交叉验证方法实现±0.21角秒精度，空间异构性误差显著降低，网格反演与交叉验证相关系数达0.903-0.848（10-200km波长），20km以下存在小幅衰减。填补了传统海洋重力测量东西向异构性缺口，建立了网格反演与交叉验证结合的最佳实践框架，为海洋重力场和海底地形建模提供新基准。

　　

摘要

垂直偏差（DOV）代表了大地水准面的坡度，是海洋重力测量、水深预测和构造解释中的关键大地测量量。本研究评估了在孟加拉湾（80°E–100°E，2°N–25°N）区域恢复DOV的三种方法：（1）基于传统天底高度计的沿轨道差异法；（2）基于SWOT KaRIn扫描数据的多方向网格反演法；（3）在扫描数据交叉点进行的交叉点估计法。通过使用19个科学观测周期的数据，我们评估了每种方法的内部一致性、光谱保真度和外部精度。结果显示，SWOT交叉点法在上升和下降飞行路径之间的测量结果一致性达到亚角秒级别（标准偏差约为±0.21角秒），这证明了其出色的观测稳定性。基于网格的反演方法能够高精度地再现交叉点法得到的DOV数据（相关系数分别为0.903和0.848），并且在10至200公里的波长范围内保留了中等尺度的方差变化。与传统高度计相比，SWOT显著降低了东西方向的坡度测量不确定性，从而弥补了DOV反演过程中长期存在的各向异性问题。这些发现表明SWOT是一个适用于海洋大地水准面坡度估计的平衡平台，而交叉点法得到的DOV数据为网格化估计结果提供了独立的验证依据。结合使用基于网格的反演方法和交叉点验证方法，为未来的海洋重力和水深建模建立了最佳实践框架。