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

2

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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不同极化方式天线对GNSS-IR高度反演的影响

3

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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基于GA-SVM的GNSS-IR土壤湿度反演方法 被引量：16

4

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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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GPS多星三频数据融合的GNSS-IR土壤湿度反演方法 被引量：4

6

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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顾及河流流向的GNSS-R流速反演

7

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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星载GNSS-R辅助海洋盐度探测方法 被引量：8

8

作者 王峰 杨东凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期108-116,共9页

全球导航卫星系统反射计(GNSS-R)是近年来兴起的一种被动式遥感手段,可用于提高海洋盐度(SSS)反演精度。首先,在回顾辐射计亮温模型和GNSS-R散射功率模型,并建立星载仿真场景的基础上,研究了GNSS-R辅助辐射计探测海洋盐度的性能,使辐射... 全球导航卫星系统反射计(GNSS-R)是近年来兴起的一种被动式遥感手段,可用于提高海洋盐度(SSS)反演精度。首先,在回顾辐射计亮温模型和GNSS-R散射功率模型,并建立星载仿真场景的基础上,研究了GNSS-R辅助辐射计探测海洋盐度的性能,使辐射计工作于GPS L1频点1575.42 MHz时,通过共用天线和射频前端可以降低星载设备的质量和功耗,但对海洋盐度大于25 psu的条件下,垂直和水平极化的亮温对海洋盐度的灵敏度分别下降约0.1和0.08 K/psu;其次,分析了GPS L1反射信号对辐射计的干扰,发现在仿真场景下当辐射亮温变化1 K时,GPS L1反射信号引入了小于2.5×10^(-4)K的误差;再者,讨论了不同入射角情况下定义的垂直和水平极化的GNSS-R观测量对亮温校正量的灵敏度,结果表明随入射角增大,水平、垂直极化信号的观测量对亮温校正量的灵敏度分别呈现下降和上升趋势;最后,分析了定义的GNSS-R观测量对亮温校正量的灵敏度与空间分辨率之间的关系,得出了高灵敏度、高空间分辨率反演算法的研究对星载GNSS-R辅助辐射计海洋盐度探测至关重要的结论。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射计(gnss-R) 海洋盐度(SSS) 辅助探测 灵敏度 空间分辨率

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GNSS遥感技术在智慧水利建设中的应用展望 被引量：9

9

作者 朱德军 李浩博 王晓明 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第10期33-57,共25页

智慧水利建设作为新阶段水利现代化与高质量发展的重要实施路径之一,已成为快速提升水资源效能及水旱灾害防御能力、改善水环境及水生态现状的强力抓手和必然选择,而其扎实推进则需要综合利用各类先进的空间信息技术。随着我国北斗系统... 智慧水利建设作为新阶段水利现代化与高质量发展的重要实施路径之一,已成为快速提升水资源效能及水旱灾害防御能力、改善水环境及水生态现状的强力抓手和必然选择,而其扎实推进则需要综合利用各类先进的空间信息技术。随着我国北斗系统的全面建成以及新一代GNSS系统的飞速发展,GNSS技术与其他学科不断融合,应用领域也得以不断扩展。多频多模多卫星系统的GNSS遥感技术作为一种融合了GNSS卫星导航与遥感技术的新型遥测手段,主要包括GNSS折射遥感及GNSS反射遥感两部分,对该技术的有效利用能够为水利领域各项应用及智慧水利建设提供有力支撑。首先介绍了智慧水利建设的发展沿革,并从政策指引、实践需求以及现实意义等层面充分揭示了推动智慧水利建设的重要性、必要性及迫切性,系统总结了GNSS折射遥感与反射遥感技术在水旱灾害防护、水工建设监管、水循环过程监测及水文参数反演等水利领域各项应用中的研究进展。最后,面向GNSS遥感技术在新时期智慧水利建设中的应用提出了一些建议和想法,以期借此综述,使领域内专家学者对GNSS遥感的技术优势、在水利领域应用中的研究现状以及在智慧水利建设中的应用展望形成一个较为系统的了解。 展开更多

关键词 gnss 北斗 gnss折射遥感 gnss反射遥感 智慧水利

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星载GNSS反射信号时-空性能仿真分析 被引量：1

10

作者 王峰 杨东凯 张波 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期760-766,共7页

针对星载全球导航卫星系统(GNSS)反射信号时-空性能问题,该文从1阶统计量角度定义了平均空间覆盖次数、全球覆盖面积百分比和平均回访时间3个衡量星载GNSS反射信号时-空性能的指标,并通过建立GNSS和低轨卫星轨道仿真研究了低轨卫星轨道... 针对星载全球导航卫星系统(GNSS)反射信号时-空性能问题,该文从1阶统计量角度定义了平均空间覆盖次数、全球覆盖面积百分比和平均回访时间3个衡量星载GNSS反射信号时-空性能的指标,并通过建立GNSS和低轨卫星轨道仿真研究了低轨卫星轨道高度、倾角、升交点赤经以及天线波束对星载GNSS反射信号时-空性能的影响。结果表明:单颗卫星无法满足全球探测的任务需求,当轨道高度为1300 km,倾角为98.7°,天线波束为40°时,平均覆盖次数、平均覆盖面积百分比和平均回访时间分别为1.6,36.5%和8 h;通过单一轨道的卫星组网可有效提高星载GNSS反射信号的时-空性能,当卫星数目为4,高度为635 km,倾角为98.7°,波束宽度为40°时,星载GNSS反射信号的时-空性能指标高于单颗ASCAT卫星24 h覆盖地球65%的指标;当卫星数目增加至8颗时,星载GNSS反射信号可在平均4.5 h内观测地球88.9%的区域。 展开更多

关键词 星载gnss反射信号 平均空间覆盖次数 平均覆盖面积百分比 回访时间 卫星组网

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GNSS多径信号模型及测高方法 被引量：9

11

作者 李惟 朱云龙 +1 位作者 王峰 杨东凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1239-1245,共7页

提出利用全球导航卫星系统反射信号的干涉方法(GNSS-IR)进行测高。深入分析全球导航卫星系统反射信号的多径信号模型(GNSS-MR),在此基础上提出单天线测高模型,旨在获取多径信号信噪比(SNR)频率信息,从而反演出高度信息。Lomb-Scargle(LS... 提出利用全球导航卫星系统反射信号的干涉方法(GNSS-IR)进行测高。深入分析全球导航卫星系统反射信号的多径信号模型(GNSS-MR),在此基础上提出单天线测高模型,旨在获取多径信号信噪比(SNR)频率信息,从而反演出高度信息。Lomb-Scargle(LS)谱分析方法是单天线测高模型中常用的频率提取方法;提出了基于解析模型拟合的方法对多径信号信噪比数据提取频率,同样可以准确获取频率信息,从而反演出天线到地面的高度。在此基础上,讨论了单天线测高的最大测量高度和接收机需要满足的最小输出率。由实验数据分析得出:传统LS谱分析方法和拟合法在反演效果最优时,即LS谱分析方法在高度角上限为17°时,均方根误差为0.028 75 m;拟合法在高度角上限为21°时,均方根误差为0.024 85 m。通过比较不同高度角上限的均方根误差,可以获得最优化的高度反演条件,同时也表明了拟合法的可行性。 展开更多

关键词 测高 全球导航卫星系统反射信号的干涉方法(gnss-ir) 全球导航卫星系统反射信号的多径信号模型(gnss-MR) Lomb-Scargle(LS)谱 拟合

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基于相关功率修正的地基GNSS-R土壤湿度反演 被引量：5

12

作者 洪学宝 张波 +3 位作者 阮宏梁 汉牟田 杨东凯 宋曙辉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1558-1564,共7页

利用全球导航卫星系统反射信号测量技术(GNSS-R)进行土壤湿度反演过程中,实际接收天线方向性会造成GNSS直反信号相关功率测量偏差。针对地基观测场景下天线方向性造成的相关功率的类余弦振荡问题,提出了基于多项式拟合的信号相关功率修... 利用全球导航卫星系统反射信号测量技术(GNSS-R)进行土壤湿度反演过程中,实际接收天线方向性会造成GNSS直反信号相关功率测量偏差。针对地基观测场景下天线方向性造成的相关功率的类余弦振荡问题,提出了基于多项式拟合的信号相关功率修正方法。为了验证所提方法的有效性,开展了地基GNSS-R土壤湿度观测实验,结果表明:基于多项式拟合的相关功率修正可以消除信号相关功率的类余弦振荡,提升GNSS-R土壤湿度反演中的观测数据有效性和反演结果准确性。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射信号测量技术(gnss-R) 相关功率 振荡偏差 多项式拟合 土壤湿度

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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

13

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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基于人工智能算法的CYGNSS数据土壤水分反演 被引量：5

14

作者 贾燕 金双根 +1 位作者 严清赟 郭献涛 《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645-652,共8页

"利用CYGNSS数据估计地表土壤水分(SM)近年来获得了极大的关注,但效率和精度有待进一步提升.本文提出了一种预分类策略,结合人工智能算法(AI),利用CYGNSS数据预测土壤水分.此策略能够在人工智能算法的基础上进一步提高土壤水分预... "利用CYGNSS数据估计地表土壤水分(SM)近年来获得了极大的关注,但效率和精度有待进一步提升.本文提出了一种预分类策略,结合人工智能算法(AI),利用CYGNSS数据预测土壤水分.此策略能够在人工智能算法的基础上进一步提高土壤水分预测的精确度,具有较好的普适性和易用性.本文使用了2018年全年中国地区的实地土壤水分数据作为地面真实参考数据进行建模以及预测.结果证实预测土壤水分与参考真实数据具有良好的一致性.基于CYGNSS数据预测的土壤水分与实地土壤水分参考数据比对,其相关系数高达0.8,平均均方根误差(RMSE)和平均无偏均方根误差(ubRMSE)分别为0.059 cm^(3)/cm^(3)和0.050 cm^(3)/cm^(3).研究结果表明,预分类策略的人工智能算法可明显提高CYGNSS预测土壤水分的精确度,其简单易操作性也使其可广泛应用于其他回归和预测研究领域,具有较好的泛化性和拓展性. 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射测量法 土壤水分 CYgnss 人工智能

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基于CyGNSS数据的土壤水分与植被光学厚度反演研究 被引量：3

15

作者 严清赟 金双根 +2 位作者 黄为民 贾燕 魏思远 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期194-203,共10页

本文提出了一种仅基于CyGNSS数据,能够同时反演土壤水分与植被光学厚度的方案,该方案使用了神经网络与暴力穷举算法.首先考察了2018年以及2020年的数据,并对结果进行了验证.通过分析发现反演结果与参考数据展现了良好的一致性.土壤水分... 本文提出了一种仅基于CyGNSS数据,能够同时反演土壤水分与植被光学厚度的方案,该方案使用了神经网络与暴力穷举算法.首先考察了2018年以及2020年的数据,并对结果进行了验证.通过分析发现反演结果与参考数据展现了良好的一致性.土壤水分的反演结果与2018年和2020年的测试数据比较,其相关系数分别高达0.86和0.84,均方根误差分别为0.064和0.071 cm^(3)/cm^(3);对于植被光学厚度,2018年与2020年的相关系数均为0.98,均方根误差分别为0.079和0.084.研究结果表明,CyGNSS可作为一种新型且独立的泛热带土壤水分与植被光学厚度反演手段. 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射测量 土壤水分 神经网络 植被光学厚度

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一种星载GNSS-R海风反演的卡尔曼滤波模型 被引量：1

16

作者 李中奎 张波 +1 位作者 杨东凯 张国栋 《导航定位学报》 CSCD 2020年第4期31-38,共8页

针对传统星载全球卫星导航系统反射计(GNSS-R)测风,通过建立经验性的地球物理模型函数(GMF)进行风速反演时,会因反射信号数据质量较差而出现异常结果,若执行严格的数据质量控制,则会降低数据利用率,最终影响星载GNSS-R测风的空间覆盖率... 针对传统星载全球卫星导航系统反射计(GNSS-R)测风,通过建立经验性的地球物理模型函数(GMF)进行风速反演时,会因反射信号数据质量较差而出现异常结果,若执行严格的数据质量控制,则会降低数据利用率,最终影响星载GNSS-R测风的空间覆盖率的问题,提出1种基于卡尔曼(Kalman)滤波的风速反演算法:利用差分整合移动平均自回归模型(ARIMA)得到状态方程和观测方程,并将GMF反演的风速值作为观测值,从而建立Kalman滤波模型,实现星载GNSS-R风速反演的实时校正和优化。实验结果表明,该方法的风速反演均方根误差能够满足风速测量要求,并有效提升星载GNSS-R测风的空间覆盖率。 展开更多

关键词 星载全球卫星导航系统反射计 风速反演 卡尔曼滤波 地球物理模型函数经验模型 差分整合移动平均自回归模型

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CYGNSS海面风速固有误差与时空分布特征 被引量：3

17

作者 刘帅 林文明 鲁云飞 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1029-1037,共9页

全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)是一种新兴的海面风速遥感技术,对GNSS-R反演风速进行详细定量分析是该技术从科学研究走向业务应用的必要条件。以气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)的风速数据为例,利用时空匹配的浮标风速和欧洲中期天气... 全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)是一种新兴的海面风速遥感技术,对GNSS-R反演风速进行详细定量分析是该技术从科学研究走向业务应用的必要条件。以气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)的风速数据为例,利用时空匹配的浮标风速和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的预报风速数据,详细分析了CYGNSS遥感风速的气候态特征和时空分布特征。基于三配对数据分析方法,阐明了CYGNSS遥感风速的固有误差,并提出了相应的风速标定系数。研究表明:GYGNSS的中低风速(w<10 m·s^(–1))精度较好,但高风速的误差显著增大;风速误差具有良好的时间一致性,但呈现明显的空间分布不均匀现象;总体而言,CYGNSS风速的固有误差约为1.79 m·s^(–1)。研究结果一方面可为CYGNSS风速数据的业务应用提供参考,另一方面也为进一步标定CYGNSS的反射测量信号提供依据。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射计 海面风速 固有误差 时空分布 三配对分析

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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

18

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计 极大似然估计 海面风矢量 遥感

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北斗系统在海风海浪探测中的应用研究 被引量：10

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作者 杨东凯 李伟强 杨威 《导航定位学报》 2014年第2期97-101,共5页

利用导航卫星的反射信号进行对地观测是一个新型的应用方向,北斗卫星导航系统的同步轨道、中轨道和倾斜轨道所构成的混合星座构成,使其在对地观测领域具有独特的优势,海风海浪观测是其重要应用之一。首先分析了国内外利用全球卫星导航... 利用导航卫星的反射信号进行对地观测是一个新型的应用方向,北斗卫星导航系统的同步轨道、中轨道和倾斜轨道所构成的混合星座构成,使其在对地观测领域具有独特的优势,海风海浪观测是其重要应用之一。首先分析了国内外利用全球卫星导航系统反射信号进行海风海浪探测的情况,然后介绍北斗卫星反射信号接收机的设计及北斗应用软件系统设计。使用所设计的北斗反射信号海风海浪探测系统,在广东省深圳市进行了近3个月的台风探测实验,验证了北斗反射信号进行海风海浪探测的可行性。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 反射信号 全球卫星导航系统反射计 接收机

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北斗反射信号海风探测数据分析与检定 被引量：2

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作者 陈庆亮 郭业才 +2 位作者 王强 张晓丽 刘彬 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第4期338-342,共5页

利用导航卫星反射信号(GNSS-R)进行海风海浪探测为海洋气象提供了一种新的观测手段,数据分析及有效性检定是确定系统探测能力的重要过程.在描述北斗GEO卫星进行海风探测机理的基础上,利用北斗反射信号的相关时间进行了海风的反演.同时... 利用导航卫星反射信号(GNSS-R)进行海风海浪探测为海洋气象提供了一种新的观测手段,数据分析及有效性检定是确定系统探测能力的重要过程.在描述北斗GEO卫星进行海风探测机理的基础上,利用北斗反射信号的相关时间进行了海风的反演.同时针对国家北斗应用项目"基于北斗导航卫星的大气海洋和空间监测预警应用示范工程"在山东进行试验和试运行期间产生的风速观测数据进行分析,并通过与标准数据的对比,确定了该方法的有效性. 展开更多

关键词 导航卫星反射信号(gnss-R) 北斗GEO 风速 岸基试验

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