不同采样间隔下GNSS-IR海面高度反演方法分析

1

作者 王硕 贺凯飞 +2 位作者 颜舒琳 侯金华 邹宗瑞 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期52-61,共10页

全球导航卫星系统反射干涉测量(GNSS-IR)可使用信噪比数据来反演海平面高度。不同测站全球卫星导航系统(GNSS)观测数据常用采样间隔不同,不同反演方法的适用性不同,为研究不同采样间隔在不同方法下的反演效果,利用美国SC02站、澳大利亚S... 全球导航卫星系统反射干涉测量(GNSS-IR)可使用信噪比数据来反演海平面高度。不同测站全球卫星导航系统(GNSS)观测数据常用采样间隔不同,不同反演方法的适用性不同,为研究不同采样间隔在不同方法下的反演效果,利用美国SC02站、澳大利亚SPBY站和非洲东海岸MAYG站GNSS观测数据,采用经典周期图(Lomb-Scargle)、变分模态分解及小波分解3种方法分别处理1、5、15、30 s常用采样间隔的GNSS观测数据。实验结果表明,采样间隔和反演精度整体上呈负相关,小波分解法在1、5、15 s采样间隔下反演结果最优,且受采样间隔影响最大;Lomb-Scargle法在30 s采样间隔下最优,其受影响最小;另外S5信号反演结果比S1信号受采样间隔影响更小。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统反射干涉测量(gnss-ir) 信噪比 海平面高度 采样间隔 周期图(Lomb-Scargle) 变分模态分解 小波分解

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卫星升降轨对GNSS-IR海面高度反演的影响

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作者 卢晓鹏 贺凯飞 侯金华 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期36-43,69,共9页

针对在基于信噪比数据的全球卫星导航系统干涉反射测量(GNSS-IR)海面高度反演中,反演精度受多种因素影响,因卫星信号需要连续跟踪的特点,可能导致在低卫星高度角处的升轨与降轨信噪比数据质量不同的问题,探究卫星升降轨对GNSS-IR海面高... 针对在基于信噪比数据的全球卫星导航系统干涉反射测量(GNSS-IR)海面高度反演中,反演精度受多种因素影响,因卫星信号需要连续跟踪的特点,可能导致在低卫星高度角处的升轨与降轨信噪比数据质量不同的问题,探究卫星升降轨对GNSS-IR海面高度反演的影响:给出GNSS-IR原理,并分析卫星升降轨影响;然后通过SC02、AT01测站开展研究。实验结果表明,卫星升降轨的不同会直接导致信噪比振荡效果不同;降轨数据反演结果明显优于升轨数据;2测站因观测环境与设备不同,升降轨的影响也不同,SC02站降轨数据反演精度比升轨数据提升5 cm以上,AT01站降轨数据反演精度比升轨数据提升3 cm以上。因此,在处理GNSS-IR海面高度多频多模反演数据时,卫星升轨与降轨的影响不容忽视。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统干涉反射测量(gnss-ir) 信噪比(SNR) 海面高度 升轨 降轨

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GNSS反射测量技术在水位变化探测中的应用 被引量：4

3

作者 窦邵华 何骞 +2 位作者 龚春龙 刁锦通 程铭宇 《导航定位学报》 CSCD 2021年第1期94-101,共8页

为进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)反射测量技术(R)在不同水域环境中水位变化监测的精度,提出利用GNSS R技术对大坝、航道以及海域等3种水域环境进行水位变化探测反演。结果表明:在3种水域环境下,大坝水位反演精度最高,北斗卫星导航系... 为进一步研究全球卫星导航系统(GNSS)反射测量技术(R)在不同水域环境中水位变化监测的精度,提出利用GNSS R技术对大坝、航道以及海域等3种水域环境进行水位变化探测反演。结果表明:在3种水域环境下,大坝水位反演精度最高,北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)的卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量相关系数均达到0.99,并且在该环境下,BDS卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量差值的均方根(RMS)值为0.09 m,GPS卫星信号反演得到的RMS为0.11 m;在航道环境中,反演精度最差,GPS卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量相关系数达0.94,二者差值的RMS值为0.58 m;在海域环境中,GPS卫星信号反演水位变化量与实测水位变化量相关系数达0.96,二者差值的RMS值为0.16 m。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统 反射测量 频谱分析 菲涅尔反射 卫星反射点轨迹 水位变化

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不同极化方式天线对GNSS-IR高度反演的影响

4

作者 刘续 王式太 +3 位作者 钟振华 殷敏 魏嘉林 姜新伟 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期139-148,共10页

为了进一步探讨不同极化方式的天线对低成本接收机全球卫星导航系统干涉反射技术(GNSS-IR)高度反演的影响,采用智能手机荣耀60、u-blox M8N GNSS模块搭载圆极化低成本天线及测量型接收机中海达V90分别进行高度反演。结果表明,不同的天... 为了进一步探讨不同极化方式的天线对低成本接收机全球卫星导航系统干涉反射技术(GNSS-IR)高度反演的影响,采用智能手机荣耀60、u-blox M8N GNSS模块搭载圆极化低成本天线及测量型接收机中海达V90分别进行高度反演。结果表明,不同的天线极化方式使接收机信噪比(SNR)呈现不同的特性,线极化天线SNR震荡幅度和震荡区间更大;智能手机和低成本接收机均可用于GNSS-IR高度反演,其精度和测量型接收机相当甚至更优;3种设备中,加载线极化天线的荣耀60高度角可用区间范围更大,反演结果数更多,反演精度最高;对于线极化天线,不同的天线方向反演精度也不相同,其中水平放置时反演精度最高。因此,在进行GNSS-IR高度反演时,选择合适的接收机、合适极化方式的天线及其放置方向可更好地兼顾成本和反演精度。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统(GNSS)-干涉反射技术(IR) 低成本接收机 天线极化方式 圆极化天线 线极化天线

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GNSS-IR双频数据融合的土壤湿度反演方法 被引量：18

5

作者 荆丽丽 杨磊 +3 位作者 汉牟田 洪学宝 孙波 梁勇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1248-1255,共8页

目前全球导航卫星系统反射信号干涉测量(GNSS-IR)土壤湿度反演研究仅针对单一频点展开,提出用熵值法将2个频点数据进行融合以改进土壤湿度反演精度。首先,利用频谱分析法分别解析出各频点的信噪比(SNR)序列的振荡频率,计算出对应的等效... 目前全球导航卫星系统反射信号干涉测量(GNSS-IR)土壤湿度反演研究仅针对单一频点展开,提出用熵值法将2个频点数据进行融合以改进土壤湿度反演精度。首先,利用频谱分析法分别解析出各频点的信噪比(SNR)序列的振荡频率,计算出对应的等效天线高度,并利用最小二乘法求解各频点信噪比序列相位;然后,通过熵值法进行2个频点的相位观测量融合;最后,利用融合结果与实测土壤湿度建立经验模型,实现土壤湿度反演。利用地基观测实验获得的全球定位系统(GPS) L1和L2信噪比数据对该方法进行了验证,结果表明:L1和L2双频融合反演结果平均标准差为0. 6%,比L1单频反演结果提高64. 73%,比L2单频反演结果提高32. 12%;均方根误差为0. 37%,比L1频点降低72. 8%,比L2频点降低73. 4%。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射信号干涉测量(gnss-ir) 土壤湿度反演 双频数据融合 熵值法 全球定位系统(GPS)

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基于GA-SVM的GNSS-IR土壤湿度反演方法 被引量：16

6

作者 孙波 梁勇 +3 位作者 汉牟田 杨磊 荆丽丽 俞永庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期486-492,共7页

针对提高大范围土壤湿度测量精度的问题,研究了土壤湿度的全球卫星导航系统干涉测量法(GNSS-IR),提出了一种基于支持向量机(SVM)的土壤湿度反演模型,利用遗传算法(GA)的自动寻优功能寻找SVM的最佳参数。结果表明,GA-SVM模型在测试集上... 针对提高大范围土壤湿度测量精度的问题,研究了土壤湿度的全球卫星导航系统干涉测量法(GNSS-IR),提出了一种基于支持向量机(SVM)的土壤湿度反演模型,利用遗传算法(GA)的自动寻优功能寻找SVM的最佳参数。结果表明,GA-SVM模型在测试集上得到的土壤湿度反演值与实测值的平均绝对百分比误差(MAPE)仅为0.69%,最大相对误差(MRE)为1.22%,线性回归方程决定系数达到了0.9569。进一步与统计回归、粒子群优化的SVM模型(PSO-SVM)及反向传播(BP)神经网络方法进行对比,结果说明:在样本数目有限的情况下,GA-SVM方法更适用于土壤湿度的GNSS-IR技术反演,且反演精度较高,泛化性能良好。 展开更多

关键词 土壤湿度 全球卫星导航系统(GNSS) 干涉测量法(IR) 支持向量机(SVM) 遗传算法(GA)

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基于GPS多星三频数据融合的GNSS-IR土壤湿度反演方法 被引量：4

7

作者 孙波 梁勇 +3 位作者 汉牟田 杨磊 荆丽丽 洪学宝 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1089-1096,共8页

土壤湿度的监测是全球卫星导航系统干涉测量法(GNSS-IR)的关键应用之一。传统的GNSS-IR土壤湿度反演方法一般只针对单颗卫星的单一频段,未充分利用不同轨道、不同频率卫星信号的差异性与互补性。针对此问题,提出了一种将GPS多星的L1、L2... 土壤湿度的监测是全球卫星导航系统干涉测量法(GNSS-IR)的关键应用之一。传统的GNSS-IR土壤湿度反演方法一般只针对单颗卫星的单一频段,未充分利用不同轨道、不同频率卫星信号的差异性与互补性。针对此问题,提出了一种将GPS多星的L1、L2和L5频段数据加权融合进行联合反演的方法,该方法利用基于最小方差的自适应融合算法得到加权因子,并通过现场实验进行了方法验证。结果表明:在测试集上所提出的反演方法相比于传统的Larson方法,相关系数提高了24.69%,均方根误差下降了22.28%,与均值融合法相比,相关系数提高了26.77%,均方根误差下降了23.26%,证明了所提方法能有效提高反演精度。 展开更多

关键词 土壤湿度 全球卫星导航系统(GNSS) 干涉测量法(IR) 自适应融合 反演精度

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利用GPS卫星信号信噪比的土壤湿度反演方法 被引量：3

8

作者 黄志剑 王杰 《导航定位学报》 CSCD 2020年第1期59-64,共6页

为了进一步研究裸土区域表层土壤湿度的全球卫星导航系统反射信号干涉测量(GNSS-IR)遥感,提出1种利用GPS卫星信号信噪比数据的土壤湿度反演方法:建立振幅、相位、频率观测量与土壤湿度间的多元线性回归模型;并对振幅观测量取对数作非线... 为了进一步研究裸土区域表层土壤湿度的全球卫星导航系统反射信号干涉测量(GNSS-IR)遥感,提出1种利用GPS卫星信号信噪比数据的土壤湿度反演方法:建立振幅、相位、频率观测量与土壤湿度间的多元线性回归模型;并对振幅观测量取对数作非线性变换,以提升性能。实验结果表明:多元回归模型预测结果对比原位数据,平均均方根误差(RMSE)为2.43%;非线性变换后平均均方根误差为1.23%,比线性变换前降低49.27%。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统反射信号干涉测量 信噪比 多元线性回归模型 土壤湿度

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顾及河流流向的GNSS-R流速反演

9

作者 关昕 柯福阳 +7 位作者 王萍 黄炜 郝建强 周勃 刘淼 包瑾 林宜旻 王笑蕾 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期132-138,共7页

针对传统的河流流速测量方法存在价格昂贵、维护困难或不准确等问题,提出一种顾及河流流向的GNSS-R流速反演方法:指出河流流向和反射几何构型会对GNSS-R流速反演造成影响,并利用GNSS信号相对反射面运动产生的多普勒效应进行流速测量;然... 针对传统的河流流速测量方法存在价格昂贵、维护困难或不准确等问题,提出一种顾及河流流向的GNSS-R流速反演方法:指出河流流向和反射几何构型会对GNSS-R流速反演造成影响,并利用GNSS信号相对反射面运动产生的多普勒效应进行流速测量;然后引入声学多普勒流速剖面仪(ADCP)实测数据对反演结果进行验证,分析不同几何构型下,散射效应对于多普勒频移的影响,并完善GNSS-R河流流速反演方法。实验结果表明,后向构型时,反演的河流流速值一般大于前向构型;基于后向构型的多普勒频率差对河流流速进行反演的结果与实测流速值变化趋势相近,但由于多普勒频率难以准确捕获的原因,反演中误差较大。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R) 流速测量 散射几何构型 河流流向 多普勒频率

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SVRM方法的单天线GNSS-R土壤湿度反演 被引量：19

10

作者 段睿 张波 +1 位作者 汉牟田 杨东凯 《导航定位学报》 CSCD 2018年第1期34-39,共6页

针对单天线模式下GNSS-R土壤湿度反演中精度较差、稳定度不高的问题,提出一种SVRM辅助的土壤湿度测量方法:天线接收干涉信号的3个特征参量相位、幅度、频率均可用于土壤湿度反演,将三者同时作为SVRM的输入,土壤湿度实测值作为输出,对数... 针对单天线模式下GNSS-R土壤湿度反演中精度较差、稳定度不高的问题,提出一种SVRM辅助的土壤湿度测量方法:天线接收干涉信号的3个特征参量相位、幅度、频率均可用于土壤湿度反演,将三者同时作为SVRM的输入,土壤湿度实测值作为输出,对数据样本进行训练,并在独立测试集上进行验证。实验结果表明,利用SVRM能够有效提高土壤湿度反演的精度。 展开更多

关键词 全球卫星导航系统反射信号 单天线 支持向量回归机 土壤湿度测量

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基于InSAR技术的流域库岸地质灾害监测研究 被引量：14

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作者 王国强 陈仁琛 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第12期206-210,共5页

流域库岸地质灾害的监测具有十分重要的意义,传统的地质灾害监测手段主要通过埋设内外观传感器进行监测,这种方式难以获取大范围的监测信息,且系统运行成本和维护成本较高。InSAR技术可以快速获取大范围、高精度的形变监测信息,面向西... 流域库岸地质灾害的监测具有十分重要的意义,传统的地质灾害监测手段主要通过埋设内外观传感器进行监测,这种方式难以获取大范围的监测信息,且系统运行成本和维护成本较高。InSAR技术可以快速获取大范围、高精度的形变监测信息,面向西南某流域沿岸地质灾害监测的实际需求,选用ALOS PALSAR2星载合成孔径雷达影像数据,充分利用L波段对植被冠层的穿透性,对多植被库岸边坡进行基于InSAR技术的大面积普查。同时,利用GNSS设备,对普查获取的高危坡体进行重点监测,利用GNSS的监测数据对InSAR监测结果进行验证,根据监测结果显示,基于L波段的星载InSAR监测技术能够用于多植被库岸边坡的地质灾害监测中。基于星载InSAR形变监测技术,结合GNSS地面监测技术,打造形成“星-地”一体化的流域库岸监测体系,能够实时、精准提供监测数据信息,对选取安全的移民安置点、保障水利工程安全运行具有重要的实际意义,也是解决流域库岸灾害预警问题的一种崭新途径。 展开更多

关键词 库岸边坡 地质灾害监测 合成孔径雷达干涉测量 全球卫星导航系统

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