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全球导航卫星系统反射信号几何关系数值分析 被引量:3
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作者 杨东凯 王烨 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期637-643,共7页
采用光学近似几何模型研究全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)的几何关系,对反射信号经不同路径传播所产生的等延迟区和等多普勒区进行了分析,对等延迟线和等多普勒线进行了数值推算和仿真。给出了几何模型中不同参量变化对等延迟区和等... 采用光学近似几何模型研究全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)的几何关系,对反射信号经不同路径传播所产生的等延迟区和等多普勒区进行了分析,对等延迟线和等多普勒线进行了数值推算和仿真。给出了几何模型中不同参量变化对等延迟区和等多普勒区影响的仿真结果。指出卫星高度角、接收机高度和速度是导致等延迟线和等多普勒线变化的主要因素。在此基础上,讨论了在遥感实际应用中等延迟区和等多普勒区的有效作用范围及提高时延多普勒分辨单元的方法。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统(GNSS) 反射信号 几何关系 等延迟区 等多普勒区
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星下点观测的星载卫星导航反射信号海面风矢量极大似然估计
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作者 王峰 李建强 +2 位作者 张国栋 张琦 杨东凯 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1418-1427,共10页
该文针对星载全球导航卫星反射计(GNSS-R)镜面反射信号对海面风向不敏感导致海面风向反演难问题,分析非镜向海面散射信号特征,提出星下点非镜向观测模式,定义该模式下海面风矢量敏感特征观测量,在此基础上提出基于星载GNSS-R海面风矢量... 该文针对星载全球导航卫星反射计(GNSS-R)镜面反射信号对海面风向不敏感导致海面风向反演难问题,分析非镜向海面散射信号特征,提出星下点非镜向观测模式,定义该模式下海面风矢量敏感特征观测量,在此基础上提出基于星载GNSS-R海面风矢量极大似然估计(MLE)反演算法直接利用两颗及以上导航卫星的星下点非镜向散射信号进行海面风矢量的反演,并提出风矢量搜索算法提高反演效率。通过搭建星载GNSS-R仿真平台验证算法的可行性和评估算法性能。结果表明:所提算法可直接利用非镜向独立观测模式下的多颗导航卫星散射信号反演得到海面风速和风向;多星观测可消除观测几何导致的模糊解从而将海风风向4个模糊解降至2个模糊解,但无法消除海浪谱的对称性导致的海面风向模糊解。在2~25 m/s的风速内,当信噪比(SNR)大于11 dB时,3星观测的风速均方根误差(RMSE)优于2 m/s,风向的均方根误差优于15°。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射 极大似然估计 海面风矢量 遥感
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基于进退法的全球导航卫星系统反射信号镜面反射点的估计算法
3
作者 刘原华 贺立庆 牛新亮 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第31期270-275,共6页
通过研究全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)几何关系及其镜面反射点算法,确定镜面反射点问题为一维单峰凸函数极值搜索问题后,提出基于进退法的镜面反射点估计算法,并论述了进退法在镜面反射点位置估计中的理论可行性。该算法摒弃了传... 通过研究全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)几何关系及其镜面反射点算法,确定镜面反射点问题为一维单峰凸函数极值搜索问题后,提出基于进退法的镜面反射点估计算法,并论述了进退法在镜面反射点位置估计中的理论可行性。该算法摒弃了传统算法思想中用角度去确定镜面反射点位置信息所带来的一系列问题和缺陷,转而采用计算最短反射路径长度来确定反射点的位置,不仅降低了算法的复杂性,更提高了镜面反射点的计算准确性。采用英国UK-DMC卫星于2004年11月16日测到的海洋数据来验证进退法的正确性,利用MATLAB仿真软件对进退法与传统算法进行了仿真结果分析。实验仿真结果表明:进退法可以正确估计GNSS-R镜面反射点的位置信息,并且具有迭代次数少,运算速度快,算法效率高的特点。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射信号 镜面反射 一维极值搜索法 进退法
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可重构智能超表面在卫星导航系统中的应用展望 被引量:2
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作者 张可 李井源 +2 位作者 刘增军 黄新明 倪少杰 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期151-157,共7页
高中低轨复杂大型星座是下一代全球卫星导航系统(GNSS)的发展方向,尤其是低轨卫星的大量部署,对卫星段和地面段的波束扫描天线在成本、重量及功耗等方面提出了更高要求,传统的电扫相控阵天线和机械扫描天线均无法较好地满足需求。近些年... 高中低轨复杂大型星座是下一代全球卫星导航系统(GNSS)的发展方向,尤其是低轨卫星的大量部署,对卫星段和地面段的波束扫描天线在成本、重量及功耗等方面提出了更高要求,传统的电扫相控阵天线和机械扫描天线均无法较好地满足需求。近些年,可重构智能超表面(RIS)因其可低成本、低功耗地控制波束传播方向而被极大关注,并在下一代移动通信中被视为能够提升网络容量和覆盖范围的主要关键技术之一,利用RIS来解决卫星导航系统中的天线问题具有较大的潜力,但同时也面临诸多挑战。基于下一代卫星导航系统的发展需求,本文简要介绍了RIS的基本原理及目前的发展现状,重点分析了RIS在卫星导航系统中的应用前景,并提出了需要解决的核心关键技术。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统(GNSS) 可重构智能超表面(RIS) 波束控制 信道测量
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全球导航卫星系统-声呐组合观测模型分类体系 被引量:13
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作者 薛树强 杨元喜 +2 位作者 肖圳 赵爽 李保金 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1857-1868,共12页
本文回顾了海底大地测量全球导航卫星系统-声呐观测模型近二十年来的发展,以声速误差处理为主线给出了全球导航卫星系统-声呐观测模型的分类体系,按函数模型、随机模型和约束条件进行了归纳,探讨了未来发展方向。研究表明:测距定位模型... 本文回顾了海底大地测量全球导航卫星系统-声呐观测模型近二十年来的发展,以声速误差处理为主线给出了全球导航卫星系统-声呐观测模型的分类体系,按函数模型、随机模型和约束条件进行了归纳,探讨了未来发展方向。研究表明:测距定位模型无需现场声速剖面测量,但需解决声速垂向梯度影响的有效参数化估计或改正问题;海底大地测量更为关注声速时空变化对观测值影响,为此推荐采用声速场误差加性补偿模型及其导出的声速场参数间接估计模型;海底局域网阵列存在类似共模环境误差,具有提升海洋环境参数估计及海底定位精度的能力。 展开更多
关键词 海底大地测量 全球导航卫星系统 声呐 水下定位 参考声速 声速误差 补偿模型 声速场反演 天顶延迟 参数估计
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全球定位系统和全球卫星导航系统伪距综合法 被引量:1
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作者 吴广华 《中国航海》 CSCD 北大核心 2003年第3期9-11,共3页
论述了综合GPS、GLONASS伪距测量值获取定位信息的滤波方法。GPS、GLONASS的坐标系、时间系统、工作频率不同 ,不同卫星的方位、高度各不相同 ,因而其测距的系统误差也各不相同 ,通常的方法是用GPS和GLONASS的钟差 2个参数来描述不同系... 论述了综合GPS、GLONASS伪距测量值获取定位信息的滤波方法。GPS、GLONASS的坐标系、时间系统、工作频率不同 ,不同卫星的方位、高度各不相同 ,因而其测距的系统误差也各不相同 ,通常的方法是用GPS和GLONASS的钟差 2个参数来描述不同系统卫星的系统误差 ,需用 5颗卫星来定位 ,且精度受限。采用扩展状态维数 ,对不同卫星的系统误差进行在线估计的滤波方法 ,可以有效地改进卫星定位的精度。同时既可以用多星定位 ,充分利用测量信息 ,也可在任一系统的 1颗卫星可用时 ,给出测者的最优估计位置信息 ,改进了双星系统的导航性能。 展开更多
关键词 航海技术 伪距 全球定位系统 全球卫星导航系统 滤波方法 测量精度 综合系统
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基于二次解重扩算法的全球卫星导航系统抗干扰误差分析
7
作者 刘倍雄 张绛丽 王璐 《电子测量技术》 2019年第18期61-64,共4页
为了提高全球卫星导航系统(GNSS)干扰控制的情况下对载波相位测试造成的影响,提出了一种基于二次解重扩算法的GNSS抗干扰误差分析方法。对卫星信号载波频率进行了精确估计,同时利用该频率完成二次解重扩计算,有效降低抗干扰处理过程产... 为了提高全球卫星导航系统(GNSS)干扰控制的情况下对载波相位测试造成的影响,提出了一种基于二次解重扩算法的GNSS抗干扰误差分析方法。对卫星信号载波频率进行了精确估计,同时利用该频率完成二次解重扩计算,有效降低抗干扰处理过程产生的相位偏差。仿真实验分析得到:通过一次解重扩处理再以频率精估方式获得的载波频率可以达到所需的估计性能。DR会引起较大载波相位误差,利用频率精估方法得到准确频率估计值之后,可以有效缩小重扩信号和卫星接收信号载波频率的差异性。当阵列误差增大后,由PI引入的载波相位测量误差也明显增加,MVDR算法也会因为阵列误差而产生载波相位测量误差。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 二次解重扩算法 抗干扰 测量误差
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基于地磁与卫星组合的高旋弹丸滚转角高频测量及系统误差计算研究 被引量:19
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作者 曹鹏 于纪言 +2 位作者 王晓鸣 姚文进 吴有龙 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期795-800,共6页
为了研究地磁与卫星组合测量的系统误差并提高其测量频率,利用高旋弹丸的飞行特性,建立了基于小攻角及单轴旋转假设的弹丸滚转角及其角速率的高频测量方法,并推导了其滚转角及其角速率计算的系统误差方程。通过建立以俯仰角为变量的仿... 为了研究地磁与卫星组合测量的系统误差并提高其测量频率,利用高旋弹丸的飞行特性,建立了基于小攻角及单轴旋转假设的弹丸滚转角及其角速率的高频测量方法,并推导了其滚转角及其角速率计算的系统误差方程。通过建立以俯仰角为变量的仿真模型,完成了组合测量系统在全域范围内实时变化的系统误差计算。经6自由度(DOF)外弹道仿真验证,在排除弹轴与地磁矢量的较小夹角区域后,其整体滚转角误差小于±5°,角速率误差小于±5°/s.在中小射角发射条件下,地磁与卫星组合的滚转角计算方法能够满足高旋弹丸的高频高精度的滚转角测量。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 地磁 全球导航卫星系统 组合测量 滚转角 弹道修正弹
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基于黄金分割法的卫星导航信号镜面反射点预测研究 被引量:5
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作者 胡媛 刘卫 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期726-731,共6页
针对利用全球导航卫星系统(GNSS)反射信号进行遥感时镜面反射点位置获取精度低、迭代次数多、计算速度慢的问题,提出了基于黄金分割法预测镜面反射点的预测方法。研究了镜面反射点的特性及其几何关系,通过计算仿真,发现镜面反射点预测... 针对利用全球导航卫星系统(GNSS)反射信号进行遥感时镜面反射点位置获取精度低、迭代次数多、计算速度慢的问题,提出了基于黄金分割法预测镜面反射点的预测方法。研究了镜面反射点的特性及其几何关系,通过计算仿真,发现镜面反射点预测是一维单谷凸函数极值搜索问题。将卫星发射机和接收机的位置作为搜索区间,根据黄金分割法的搜索原则插入新的搜索点,依照路径最短原则逐步缩小搜索区间来获取镜面反射点的位置。实验仿真结果表明,所提出的算法具有精度高、反射路径最短、迭代次数少、收敛效率高以及运算速度快的特点。 展开更多
关键词 黄金分割法 镜面反射 全球导航卫星系统(GNSS)反射信号 反射路径 凸函数
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2020珠峰高程测量BDS-3数据质量分析 被引量:1
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作者 杨强 党亚民 +2 位作者 蒋光伟 马新莹 孙洋洋 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期20-27,共8页
2020年珠峰高程测量首次以国产北斗卫星导航系统(BDS)接收机为核心装备,获取了北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)高精度观测数据。为了确保成果的可靠性,利用天宝(Trimble)接收机对国产接收机BDS-3观测结果进行检核。针对珠峰地形环境限... 2020年珠峰高程测量首次以国产北斗卫星导航系统(BDS)接收机为核心装备,获取了北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)高精度观测数据。为了确保成果的可靠性,利用天宝(Trimble)接收机对国产接收机BDS-3观测结果进行检核。针对珠峰地形环境限制导致全球卫星导航系统(GNSS)观测网形不佳、峰顶GNSS观测时间短等难题,提出三级控制策略相结合的GNSS观测网数据处理方案,通过构建地区GNSS基准网、局部GNSS控制网和峰顶联测网,在极其有限的珠峰观测时段内最大化地优化提取高质量GNSS观测数据。为了验证BDS-3观测数据的精度,对比全球定位系统(GPS)和BDS-3数据解算结果,并检核GNSS数据处理与分析软件(GPAS)/加米特(GAMIT)2种软件的BDS解算结果,结果表明,BDS-3处理结果精度与GPS成果精度相当,高程方向精度均优于2 cm,坐标差异均优于1 cm,验证了本次珠峰测高BDS-3观测成果的精度和可靠性。 展开更多
关键词 珠穆朗玛峰 数据处理 全球卫星导航系统(GNSS)控制网 高程测量 北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3) 质量评估
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基于FY-3E的星载GNSS-R海面高度反演模型
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作者 张云 鹿麒 +3 位作者 张月维 秦甘尧 胡秀清 杨光林 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3262-3272,共11页
海面高度(SSH)在海洋学和气象学等领域中具有重要意义。针对目前缺乏利用中国自主研发风云三号E星(FY-3E)的全球导航卫星掩星探测仪-Ⅱ型(GNOS-Ⅱ)特有的不均匀分布时延-多普勒(DDM)数据实现海面测高研究的问题,采用DDM海面高度反演技术... 海面高度(SSH)在海洋学和气象学等领域中具有重要意义。针对目前缺乏利用中国自主研发风云三号E星(FY-3E)的全球导航卫星掩星探测仪-Ⅱ型(GNOS-Ⅱ)特有的不均匀分布时延-多普勒(DDM)数据实现海面测高研究的问题,采用DDM海面高度反演技术,使用丹麦DTU18模型和海潮模型验证反演精度,综合传统物理模型和机器学习模型,分别对星载北斗导航卫星系统(BDS)和全球定位系统(GPS)反射信号的海面高度反演性能进行评估。结果显示,由于BDS B1Ⅰ信号的码片分辨率高于GPS,使用BDS的物理模型进行全球海面高度反演的最大平均绝对误差(MAE)约为3.0 m,明显优于GPS反演结果 (最大MAE约为5.0 m)。通过随机森林(RF)和卷积神经网络(CNN)模型,GPS和BDS均能实现较好的反演结果,最佳MAE均约为0.4 m。与英国TDS-1数据的反演结果相比,GPS反演精度在物理模型上提高约15%,验证了FY-3E GNOS-Ⅱ的全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)遥感数据的有效性。研究成果对于推广国产FY-3E的GNSS-R海面测高应用具有重要意义。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射信号 风云三号E星 海面高度反演 机器学习 特征选择
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利用多系统GNSS干涉反射测量估计长江巴东水位变化 被引量:4
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作者 陈昊晟 金双根 +1 位作者 业明达 郭孝祖 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第6期686-692,共7页
水位信息是研究水循环、气候和生态环境变化的重要参数,近实时、高精度地监测其变化具有重要的意义.传统水位计测量成本高、范围小,且是相对水位测量.全球导航卫星系统干涉反射测量(GNSS-IR)利用岸边架设的GNSS接收机所获取的信噪比(SNR... 水位信息是研究水循环、气候和生态环境变化的重要参数,近实时、高精度地监测其变化具有重要的意义.传统水位计测量成本高、范围小,且是相对水位测量.全球导航卫星系统干涉反射测量(GNSS-IR)利用岸边架设的GNSS接收机所获取的信噪比(SNR)数据估计水位变化,为水位测量提供了一种新的监测方法,具有全天候、高精度和近实时等优点.本文利用长江上游巴东多系统GNSS观测站采集30 d的GPS、BDS以及GLONASS系统SNR数据,反演了水位变化,并和水位站进行比对,结果表明GNSS-IR获得厘米级的水位反演精度,RMSE最低为6.43 cm.GPS和GLONASS系统L1频段以及BDS系统B1频段估计结果较好,GLONASS系统L2频段的反演精度低于其他频段.联合不同GNSS系统估计水位变化,提高了GNSS-IR反演水位的时间分辨率. 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 GNSS干涉反射测量 信噪比 水位监测
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星载GNSS反射信号台风检测及风眼位置估计
13
作者 甄佳欢 朱云龙 +2 位作者 杨东凯 张国栋 王峰 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2106-2118,共13页
全球导航卫星系统(GNSS)反射信号主要利用时延-多普勒图(DDM)的奇异性对台风进行研究。但由于模糊函数的存在,会使得这一奇异特征被模糊从而影响检测性能。通过将DDM反卷积去除模糊函数的影响后再重构归一化散射系数(NBRCS)并将其映射... 全球导航卫星系统(GNSS)反射信号主要利用时延-多普勒图(DDM)的奇异性对台风进行研究。但由于模糊函数的存在,会使得这一奇异特征被模糊从而影响检测性能。通过将DDM反卷积去除模糊函数的影响后再重构归一化散射系数(NBRCS)并将其映射到空间域,对台风事件检测算法及风眼位置估计算法进行研究。根据台风场内的DDM时间序列重构得到空间域NBRCS分布序列,定义台风敏感特征观测量,并基于置信区间距离半径的滑动窗口异常检测方法来检测台风事件;提出一种台风眼位置估计算法,通过模型匹配算法将重构所得空间域散射系数与模型数据集匹配以得到风眼位置。结果表明:台风检测算法的检测性能对信噪比(SNR)敏感,信噪比越高检测性能越好,当SNR为8时,台风检测性能接收机操作特性(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)为0.80;在4种SNR下风眼位置估计的平均误差不超过0.3°,均方根误差不超过0.6°。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射测量技术 台风检测 台风中心 全球导航卫星系统 热带气旋
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风云三号E星GNSS-R反演有效波高敏感性分析
14
作者 黄飞雄 夏俊明 +6 位作者 尹聪 孙越强 白伟华 翟晓春 徐娜 陈林 胡秀清 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期353-363,共11页
星载全球导航卫星反射遥感(GNSS-R)是一种利用导航卫星L波段信号前向准镜面反射的新型海洋遥感技术.通过对比GNSS-R技术与其他微波遥感技术的异同,在测量方法上提出了两种GNSS-R反演有效波高的技术路线.一种为基于GNSS-R归一化时延波形... 星载全球导航卫星反射遥感(GNSS-R)是一种利用导航卫星L波段信号前向准镜面反射的新型海洋遥感技术.通过对比GNSS-R技术与其他微波遥感技术的异同,在测量方法上提出了两种GNSS-R反演有效波高的技术路线.一种为基于GNSS-R归一化时延波形前沿斜率的直接测量方法,另一种为基于GNSS-R海面粗糙度的间接测量方法.通过理论分析,结合风云三号E星实测数据,分析了两种方法的可行性和敏感性.结果表明,受限于当前体制下的GNSS信号带宽,GNSS-R测距精度不足,其波形前沿斜率对有效波高几乎无敏感性,无法用于反演;GNSS-R测量的海面粗糙度可以用于反演有效波高,精度为0.5~0.55 m,虽然也存在一定的局限性,但可作为一种获取有效波高数据的良好补充手段.研究结果可为后续GNSS-R卫星任务的设计提供指导. 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射遥感 有效波高 敏感性分析 海面粗糙度
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基于注意力机制的BiGRU-CNN-Net深度学习模型的星载GNSS-R植被含水量反演方法
15
作者 张永凤 布金伟 左小清 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期442-451,共10页
基于注意力机制的BiGRU-CNN-Net深度学习网络模型定量反演植被含水量(VWC),将时延多普勒图像、全球导航卫星系统反射测量观测变量以及地表辅助参数作为模型输入,用土壤湿度主被动探测卫星中的VWC数据作为参考数据,将BiGRU-CNN-Net模型与... 基于注意力机制的BiGRU-CNN-Net深度学习网络模型定量反演植被含水量(VWC),将时延多普勒图像、全球导航卫星系统反射测量观测变量以及地表辅助参数作为模型输入,用土壤湿度主被动探测卫星中的VWC数据作为参考数据,将BiGRU-CNN-Net模型与LightGBM和XGBoost两种模型反演的VWC进行对比.结果发现,BiGRU-CNN-Net模型的性能优于LightGBM和XGBoost模型,其Pearson相关系数R=0.85,均方根误差精度分别提升了14.86%和25.00%;平均绝对误差精度分别提升了30.65%和38.57%;平均绝对百分比误差精度分别提升了54.94%和58.50%,表明BiGRUCNN-Net模型在反演VWC方面具有显著优势. 展开更多
关键词 旋风全球导航卫星系统 全球导航卫星系统反射测量 土壤湿度主被动探测卫星 植被含水量 深度学习
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岸基GNSS-R码测高反演模型
16
作者 宁保蛟 王娜子 +3 位作者 荆丽丽 高凡 孔亚慧 贺匀峤 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1395-1403,共9页
全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)海面测高作为GNSS技术应用领域之一,其凭借全天时、低成本、高时空分辨率等特点在海洋遥感领域占据极大的优势。但受GNSS码片宽度的限制,岸基GNSS-R码延迟海面测高的最优精度仅为分米级,难以满足大地... 全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)海面测高作为GNSS技术应用领域之一,其凭借全天时、低成本、高时空分辨率等特点在海洋遥感领域占据极大的优势。但受GNSS码片宽度的限制,岸基GNSS-R码延迟海面测高的最优精度仅为分米级,难以满足大地测量学领域对海面高的精度要求。提出利用傅里叶级数拟合法对码延迟测高结果进行优化,并于山东省威海市开展GNSS-R码测高实验进行验证,分别对QZSS L2C信号、QZSS L5信号及GPS L5信号的码延迟测高结果进行拟合处理并计算反演精度,对比原始测高结果发现:3段不同时长的原始测高结果经过傅里叶级数拟合优化后,其均方根误差(RMSE)从70~90 cm提升至9~15 cm。在此基础上,利用拟合所得傅里叶级数曲线对未来24 h内的海面高进行预测,与验潮站数据相比,预测结果仍保持较高精度,RMSE为13~18 cm,相关系数大于0.97。结果表明所提出的方法不仅能对码延迟测高结果进行优化,能对存在数据缺失的情况进行补充,还能对未来海面高度进行高精度的预测。 展开更多
关键词 岸基 全球导航卫星系统反射测量 码延迟 海平面高度 傅里叶级数拟合
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基于XGBoost算法的星载GNSS-R植被光学厚度反演
17
作者 马嘉嘉 梁月吉 +3 位作者 郭希 黄仪邦 杨蒙蒙 梁财文 《航天返回与遥感》 北大核心 2025年第3期147-158,共12页
全球导航卫星系统反射信号的复杂性和地表环境的多样性给植被光学厚度(Vegetation Optical Depth,VOD)反演带来了挑战。传统反演方法多依赖于物理模型和经验公式,未充分考虑复杂地表非线性特征。为此,文章提出了一种基于极端梯度提升(eX... 全球导航卫星系统反射信号的复杂性和地表环境的多样性给植被光学厚度(Vegetation Optical Depth,VOD)反演带来了挑战。传统反演方法多依赖于物理模型和经验公式,未充分考虑复杂地表非线性特征。为此,文章提出了一种基于极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)算法的VOD反演方法,利用气旋全球导航卫星系统(Cyclone Global Navigation Satellite System,CYGNSS)数据的高时间分辨率和高空间覆盖率优势,增强了反演模型对复杂地表条件的适应性。该方法以CYGNSS特征参数等作为输入,土壤湿度主被动遥感卫星VOD作为参考输出,通过网格搜索优化模型参数以及十折交叉验证评估模型精度。与随机森林、轻量级梯度提升机、人工神经网络和K-最近邻模型对比分析结果表明:XGBoost模型在反演精度上表现最佳,测试集均方根误差为0.002,平均绝对误差为0.030,相关系数为0.963。此外,基于XGBoost反演的CYGNSS VOD能够有效反映植被生长状况,其分布特征与土地覆盖类型保持一致,且与增强植被指数的空间相关性分析表明超过80%的区域相关性大于0.600。文章所提出的方法为植被动态监测提供了一种有效手段,具有较高的准确性和适用性。 展开更多
关键词 植被光学厚度 极端梯度提升 机器学习 全球导航卫星系统反射测量
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SVRM辅助的北斗GEO卫星反射信号土壤湿度反演方法 被引量:21
18
作者 杨磊 吴秋兰 +3 位作者 张波 梁勇 洪学宝 邹文博 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1134-1141,共8页
提出了一种支持向量回归机(SVRM)辅助的北斗地球静止轨道(GEO)卫星反射信号土壤湿度反演方法。使用全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)右旋圆极化(RHCP)天线和左旋圆极化(LHCP)天线接收体制进行了地基实验,采集了北斗GEO卫星直射、反射... 提出了一种支持向量回归机(SVRM)辅助的北斗地球静止轨道(GEO)卫星反射信号土壤湿度反演方法。使用全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)右旋圆极化(RHCP)天线和左旋圆极化(LHCP)天线接收体制进行了地基实验,采集了北斗GEO卫星直射、反射信号原始数据,并从中提取直射、反射信号的相关功率,结合北斗GEO卫星的高度角与方位角信息作为输入,烘干称重法获取的土壤湿度作为输出对使用径向基(RBF)核函数的ε-SVRM进行了训练。独立测试集上的结果表明,SVRM辅助的北斗GEO卫星反射信号土壤湿度反演方法获取的土壤湿度结果与烘干称重法获取的土壤湿度参考值误差控制在3%以内,线性回归方程决定系数为0.8979,均方根误差RMSE为1.4926%,证明了该方法具有良好的泛化特性,实际应用中效果良好。 展开更多
关键词 北斗 地球静止轨道(GEO)卫星 全球导航卫星系统反射信号(gnss-r) 支持向量回归机(SVRM) 土壤湿度 遥感探测
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基于北斗卫星反射信号的海面溢油探测方法及试验 被引量:7
19
作者 吴军 张波 +2 位作者 洪学宝 杨东凯 汉牟田 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期193-199,共7页
为了监测小规模固定海域的溢油状况,针对岸基接收平台提出了一种基于北斗卫星反射信号的海面溢油探测方法,该方法将全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术应用于岸基条件下的海面溢油探测。进行了岸基试验,利用右旋圆极化(RHCP)天线和... 为了监测小规模固定海域的溢油状况,针对岸基接收平台提出了一种基于北斗卫星反射信号的海面溢油探测方法,该方法将全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术应用于岸基条件下的海面溢油探测。进行了岸基试验,利用右旋圆极化(RHCP)天线和左旋圆极化(LHCP)天线分别采集北斗卫星直射与反射信号,在信号同步的基础上提取卫星直射和反射信号的相关功率,并结合北斗卫星的高度角与方位角信息,反演目标海域的介电常数来判断海面有无溢油。试验结果表明探测表面为油面时,介电常数反演结果均值为3.6,标准差为2.13,这与油的真实介电常数范围2.0~4.5一致,远小于海水介电常数,证明将GNSS-R应用到岸基海面溢油探测中具有可行性。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射信号(gnss-r) 北斗卫星反射信号 岸基平台 海面溢油探测 介电常数
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利用GNSS反射信号载波测量湖面高度变化 被引量:5
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作者 姚彦鑫 杨东凯 张其善 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1072-1075,共4页
给出一种利用导航卫星反射信号的载波相位测量光滑湖面高度变化的方法.首先建立载波相位观测方程,通过在直射与反射信号的观测量之间求单差,再在历元间求双差的方法,消除了大量误差并得到了直射与反射信号的几何路径差;然后根据各颗卫... 给出一种利用导航卫星反射信号的载波相位测量光滑湖面高度变化的方法.首先建立载波相位观测方程,通过在直射与反射信号的观测量之间求单差,再在历元间求双差的方法,消除了大量误差并得到了直射与反射信号的几何路径差;然后根据各颗卫星的观测值和高度角等信息计算出湖面高度变化,并把各卫星得到的湖面高度度变化值进行加权平均以提高测量系统的精度和可靠性.仿真验证了方法在-15 dB信噪比下达到了毫米级的测量精度. 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 高度 遥感 反射 载波
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