利用GPS反射信号遥感土地湿度变化趋势

介绍了GPS信号经过较平滑土地反射后信号特性的变化,建立起反射信号功率与土地湿度的对应关系,阐述了GPS—R接收机的构成,完成了在草地和裸地条件下的反射信号实时处理显示并存储。数据处理结果表明,利用所设计的GPS—R接收机处理出的归一化反射信号功率变化能够反映土地湿度变化的趋势。     

GPS多路径信号提取地面反射点算法

基于GPS卫星、接收机天线、地面反射点及地心的空间几何关系,阐述了一种利用GPS多路径信号提取地面反射点的算法,并通过实验数据,利用Matlab实现了对地面反射点和反射点轨迹的提取。     

利用GPS-R遥感技术反演植被生物量

为了验证利用GPS-R遥感技术反演植被生物量的可行性,分析了GPS反射信号反演植被生物量的原理与方法,通过试验利用干涉复合场数据（ICF）计算出信号反射率,利用已有文献拟合出的信号反射率与植被生物量之间的关系求出生物量,并与遥感技术结果进行了对比。试验结果表明：利用GPS-R遥感技术反演植被生物量是可行的,但是精度还需依靠时间反演模型;GNSS-R反演植被生物量对分析调查区域植被生长和碳排放情况具有重要意义。     

GPS反射信号软件接收机设计与实现

针对利用GPS反射信号进行反射面的物理参数和特性反演的需要,设计了一种可通用于各种反演环境的软件接收机.该软件接收机具有灵活性和可配置性强的特点,能满足海面测风、海浪高度、海洋盐度和土壤湿度等遥感探测领域的应用需求.     

变形监测中基于信号反射预计的GPS多路径误差减弱方法

多路径是高精度GPS变形监测的主要误差来源。本文在推导信号反射预计公式的基础上,提出了一种削弱GPS多路径误差影响的附加参数法。试验表明该方法能有效减弱GPS相位多路径误差的影响。     

GPS反射信号信噪比与NDVI相关性研究

归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）作为重要的植被生长状况植被指数,对其进行有效实时监测具有重要科学意义。选择4个大陆板块边界观测网（plate boundary observatory,PBO）观测站的GPS信噪比观测值,提取反射信号信噪比并计算归一化振幅,通过与MODIS（moderate resolution imaging spectroradiometer）NDVI产品时序频谱特征的相关性分析,建立GPS反射信号植被指数线性反演模型和BP神经网络反演模型。分析发现:GPS反射信号信噪比归一化振幅与NDVI指数存在显著年周期性和季候特性,NDVI线性反演模型相关系数均约为0.7,均方根误差处于0.05~0.09之间,BP神经网络反演模型相关系数提高了约5%。利用GPS反射信号反演NDVI变化趋势具有可行性,为获取高时间分辨率、低成本的NDVI指数提供了一种新思路。     

基于GPS反射信号反推求取水波波形的研究

将GPS的卫星接收仪与左旋与右旋极化天线结合,接收来自水面微弱的GPS反射信号,并对该信号进行提取和分析。同时应用右旋圆极化及左旋圆极化天线分别接收GPS发射和反射信号,并微调接收天线提高GPS正、反信号的分辨率,获得天线的有效接受频率范围及近似的方位,根据几何方法,进一步利用各卫星与接收仪天线所在位置形成的投影,反推计算所接收各组微弱反射信号的虚拟地面及水面发射点。通过对比信号强度、时间修正延迟量、大气修正延迟量,完成求解反射点的位置与高度,在利用这些精确的高度数据,反推波形模式、波浪特性与形态,为河海与港湾工程及潮汐观测提供有效依据。     

一种GPS多路径反射信号的雪深反演

针对传统雪深测量缺乏必要时空敏感性的不足,该文在分析GPS信号多路径反射模型的基础上,利用GPS信噪比观测数据,通过分离提取多路径反射分量研究其时频特性,探讨GPS多路径信号与雪深及其变化关系并进行反演建模。依据菲涅尔反射区理论,确定了反射区域范围,进一步探讨卫星、波段选择及初始反射高度确定等。对比实验研究表明,反演结果与实测值吻合较好,相关系数为0.93,均方根误差为8.6cm;信噪比多路径反射分量的频率能有效跟踪积雪深度的变化。     

全球导航卫星反射信号的镜面反射点算法

文章从镜面反射点的定义出发,导出了在搜索镜面反射点时应满足的几何条件,分析了目前用于搜索镜面反射点算法的优点及不足;在此基础上,提出了一种二分算法;最后通过双基实验数据对这一算法进行验证,并与其他算法进行对比,结果显示出这种算法在收敛速度、搜索精度以及准确性等方面的优越性.     

机载GPS反射信号土壤湿度测量技术

随着全球导航定位系统反射信号(GNSS-R)技术的发展, 近年来提出了利用GPS地表反射信号遥感土壤湿度的新方法, 该方法利用地表反射率与土壤介电常数以及介电常数与土壤湿度之间的关系来建立反演模型。为了可以快速方便的利用DMR实测数据反演得到土壤湿度, 本文根据Wang和Schmugge模型建立了土壤介电常数与湿度之间的分段模型, 实现了从原始反射数据到土壤湿度结果的整个反演流程。为了验证反演的可行性, 利用NASA等机构联合进行的SMEX02试验机载数据反演得到的结果表明, GPS反射信号能够有效地反演     

GPS海面反射信号特性仿真分析

利用GPS反射信号遥感陆地和海面的GPS—R技术已经得到日益关注。对海面反射信号的极化特性进行分析,分析结果表明：GPS信号经海面反射后,反射信号同时包含右旋和左旋信号,且两者强度与卫星仰角有直接关系;反射的左旋和右旋信号的功率相差可高达30dB。为海面遥感以及专门的GPS接收机的研制提供了必要的参数支撑。     

使用BD-3 B2a反射信号测量水面高度

B2a信号是北斗三号（BeiDou-3 satellite navigation system, BD-3）新增的高宽带信号,具备非常高的伪距测量精度,适合开展基于全球导航卫星系统反射信号（global navigation satellite system-reflectometry, GNSS-R）的水面高度测量。由于BD-3近两年才开始为全球提供服务,基于BD-3反射信号的研究较少。中国科学院国家空间科学中心研发了具备自主知识产权的GNSS-R接收机,接收机专门增加了BD-3 B2a的捕获跟踪功能,可以对直射和反射B2a信号同时进行捕获和跟踪。接收机同时具备了交叉定标功能,能够有效消除由电缆和接收机通道间差异引起的系统偏差。在中国北京市怀柔开展的岸基实验过程中,累计获取了BD-3 B2a、北斗二号（BeiDou-2 satellite navigation system, BD-2）B1I和全球定位系统（global positioning system, GPS）L1C/A反射信号的相关波形数据,成功反演了水面高度并进行了系统偏差消除。数据处理结果表明,基于BD-3 B2a的水面高度在30 s非相干积分时间条件下反演精度达到了5.9 cm,比BD-2 B1I的高度测量精度提高了13 cm,比GPS L1C/A信号的高度测量精度提高了20 cm。     

GPS-R技术辅助的土壤水含量变化监测

针对传统地表土壤含水量测量方法时空分辨率小等不足,研究一种基于GPS卫星信号的矿区地表土壤水含量反演算法。针对傅里叶变换难以处理非均匀时序数据,设计了一种Lomb Scargle算法分析GPS信噪比特性。直接分离其中的直射信号和反射信号,提取多路径反射信号并分析其时频特征。通过与实测数据对比,分析反演土壤含水率的可行性。结果表明:反射信号频谱特征与实际数据具有较强的相关性。该方法为高时空分辨率监测地表土壤含水率提供了一种新的思路。     

GNSS反射信号处理装置中延迟C／A码发生器的设计

针对GNSS—R延迟映射接收机的硬件相关器设计,提出了一种在反射信号处理中延迟C／A码产生的新方案,并对硬件的实现方法进行了详细的叙述。该方案基于相位查询方式可产生不同码相位的延迟C／A码,延迟的码相位可以根据设定值任意产生。仿真验证结果表明了方案设计的正确性和有效性。     

基于星心坐标系的视位置计算

在天文计算中所用到的观测瞬间的恒星坐标，一般是从某一历元的恒星位置表中的平坐标通过视位置计算得到。但这是针对测站设在地球上进行的，对于以导航卫星为测站的恒星位置计算还没有进行具体的推导。文中通过对基于星心坐标系视位置计算原理的详细分析，给出了基于星心坐标系恒星和卫星的视位置计算方法、公式和步骤，并通过编程试算，对测站设在地面上和测站设在卫星上的视位置改正的大小进行了初步比较，验证了程序的正确性。     

基于星心坐标系的视位置计算

在天文计算中所用到的观测瞬间的恒星坐标,一般是从某一历元的恒星位置表中的平坐标通过视位置计算得到.但这是针对测站设在地球上进行的,对于以导航卫星为测站的恒星位置计算还没有进行具体的推导.文中通过对基于星心坐标系视位置计算原理的详细分析,给出了基于星心坐标系恒星和卫星的视位置计算方法、公式和步骤,并通过编程试算,对测站设在地面上和测站设在卫星上的视位置改正的大小进行了初步比较,验证了程序的正确性.     

野外天文测量中太阳位置的快速解算与应用

为了减弱旁折光对天文测量的影响,需快速且准确地计算和预报测站所在地点的太阳位置,进而准确推算出日出、日落和中天的时刻。根据野外天文测量的具体需求,本文采用并设计了一种野外天文测量中太阳位置的快速计算方法,可以准确解算一年不同自然日中地球上任意地点的太阳实时位置,误差不超过10秒,其精度足够保障高精度野外天文测量的需求。     

基于手机信令的空间位置数据计算职住地

通过手机信令数据提取人们在使用手机时记录下来的基站位置和服务时间,用以识别居民出行的职业地和居住地。在分析提取到的手机信令数据时,由于数据采集、整合的质量问题,需要对手机信令数据进行提取、清洗、关联等预处理,在预处理后的标准化数据的基础上,通过搭建数学算法、模型来识别职业地和居住地,用以辅助城市交通调查、规划。