Nguyên lý cơ bản của đo cao vệ tinh như sau: Vệ tinh phát đi một chùm sóng ngắn trong dải sóng rada xuống mặt nước, sóng này phản xạ trở lại và được vệ tinh thu nhận lại. Đo được thời gian lan truyền tín hiệu hai chiều là Δt. Khi đó, độ cao từ vệ tinh đến mặt nước có thể được xác định theo công thức:
Trong đó, c là tốc độ lan truyền tín hiệu
Δt là thời gian lan truyền tín hiệu hai chiều
h là khoảng cách từ vệ tinh đến mặt biển, chính là độ cao của vệ tinh so với mặt biển.
Hình 1. Nguyên lý đo cao vệ tinh
Bởi vì nước phản xạ tốt tính hiệu rada nên phương pháp này đặc biệt phù hợp trên biển và đại dương. Sóng phát từ vệ tinh đến mặt nước không phải là một tia mà là một chùm tia, chiếu lên mặt nước thành một hình tròn có bán kính vài km, được gọi là “Dấu chân” (footprint) như hình 1. Cần phải tính toán hiệu chỉnh mới có được trị đo
h từ vệ tinh đế mặt biển.
Trên vệ tinh được gắn máy thu GNSS hoặc bằng các hệ thống theo dõi vệ tinh quỹ đạo vệ tinh được xác định. Nghĩa là, xác định được độ cao trắc địa của vệ tinh (h) so với Ellipsoid quy chiếu WGS-84. Khi đó, độ cao mặt biển (SHH- Sea Surface Height) được xác định như sau:
SSH =H-h-hcor
Trong đó
hcor là các số hiệu chỉnh.
Khi đã hiệu chỉnh để chuyển “dấu chân” về một điểm, nguyên lý đo cao được mô tả đơn giản như hình dưới đây:
Hình 2. Độ cao mặt biển
Theo cuốn Xác định dị thường trọng lực biển bằng số liệu đo cao vệ tinh của TS. Nguyễn Văn Sáng,
NXB Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam, năm 2017.