利用GPS反射信号遥感Michael飓风海面风场研究

对GPS反射信号的功率波形以及GPS信号在海面的散射区域进行了阐述,并对海面风场反演的原理和方法作了具体的介绍。处理了NASA在Michael飓风中机载实验的数据,反演得到的风速精度为2 m/s左右,从而验证了通过GPS反射信号反演海面风场在理论和实践上的可行性。     

全球海洋偶极子涡旋特征提取与动力调制的遥感研究

中尺度涡旋具有封闭的环流结构,在海洋物质输运与能量平衡方面发挥了重要作用。观测表明海洋中涡旋并非是孤立的:气旋涡与反气旋涡倾向于相互伴随而形成稳定传播的偶极子结构。本文以1993年—2020年卫星高度计识别与追踪的中尺度涡旋数据为基础,结合涡旋的时空特征提出了偶极子涡旋的判据,建立偶极子涡旋数据集。结果表明偶极子涡旋主要分布于南北纬10°—70°纬度范围内,且平均占比约为29.53%。偶极子结构的形成对涡旋有明显的调制作用,相对于非偶极子状态,偶极子状态的涡旋振幅的增强幅度为11.09%、半径的增强幅度为7.33%、动能的增强幅度为8.58%,涡旋涡度的减小幅度为1.34%。同时,调制作用与涡旋所处的纬度和生命状态有关。在运动特征方面,偶极子状态下涡旋的传播稍有增速,变化在10%以内,而平均地转流速的最大增幅超过30%,其高值对应海洋的强流区。全球偶极子涡旋的定量分析将有助于深化对涡旋动力学的理解,为进一步剖析涡—涡相互作用机理与精细化海洋数值模拟奠定基础。     

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。     

星载掩星观测GPS接收机

讨论了星载掩星观测接收机的技术要求和特点，国外掩星接收机的现状和应用、接收机主要组成部分、接收机天线和相应的飞行软件。根据国内现有技术水平和掩星观测技术要求，提出我国星载掩星观测接收机研制的一些意见。     

风云三号D卫星GPS信号功率调整及干扰分析

全球定位系统(global positioning system,GPS)卫星的IIR和IIF卫星能够在各个信号分量之间重新分配其发送信号的功率,一个或多个GPS信号可以在指定区域根据需要进行功率调整或者关闭。分析GPS信号的变化特征对于地面和空间应用有重要的意义。风云三号D(FengYun-3D,FY-3D)卫星是中国极轨气象卫星之一,利用FY-3D卫星实际测量数据可以帮助GPS用户全面了解GPS功率调整的特点。首先,利用FY-3D运行轨道全球覆盖的特点分析GPS信号的强度,特别是GPS信号功率调整时间段信号变化的特点;然后,使用在轨数据研究了全球范围L波段信号干扰的特征,得到了干扰对全球导航卫星系统掩星探测仪掩星天线的自动增益控制和基底噪声的影响。结果表明：从2020-02-14开始的GPS功率调整以[35°N,37°E]和[35°N,69°E]为中心,覆盖半径约为7 500 km,在该区域内GPS P(Y)码功率增加约10 dB;GPS L1和L2频段在中东地区持续受干扰的影响,该区域的基底噪声比其他区域增加约3～10倍;干扰区域中心点和GPS功率调整区域中心点大致在同一位置。G...     

利用星载GPS无线电掩星数据分析全球水汽分布

水汽是大气成分中重要的组成部分,了解全球水汽分布规律及其形成机制对于未来全球气候至关重要。并且,GPS无线电掩星技术用于GPS气象学,为研究者提供了高精度、全球性、连续性的数据资料,特别是海洋及无人区的数据。本研究主要利用GPS无线电掩星数据反演全球水汽所对应的绝对湿度值,从而得到较为精确和全面的全球水汽分布情况,为进一步提升气象预报、未来气候分析的准确性及未来的大气研究提供精确的参考数据。     

利用GPS无线电掩星技术探测大气的探讨

介绍了GPS无线电掩星技术探测大气的原理,分析了GPS无线电掩星技术在监测全球气候变化和提高数值天气预报精度等方面的潜在贡献,最后对其应用前景进行了展望。     

星载GPS载波相位测量的周跳探测方法研究

提出了一种基于粗差探测理论的星载GPS载波相位数据周跳的探测方法,并编制了相关软件对CHAMP星载GPS测量数据进行了验算。结果表明,当跟踪的有效GPS卫星多于5颗时,能够探测出所有的周跳。     

GPS天-地无源双基地雷达探测海面移动目标

GNSS卫星作为一种照射源,可与地面接收机构成天-地无源双基地雷达系统,用于海面移动目标探测。但是,海面目标(如船只)反射的GNSS信号能量微弱,常被淹没在背景噪声和干扰信号中。针对这一问题,本文提出利用目标的运动特点聚集目标回波能量的目标探测方法。首先,将船只的运动轨迹看作合成孔径,采用SAR成像技术——距离多普勒算法(range-Doppler algorithm,RDA)实现目标回波能量的压缩聚集,同时抑制干扰信号(如海面杂波)。然后,使用相位梯度自聚焦算法(phase gradient autofocus,PGA)作自聚焦处理,进一步聚集目标回波能量。通过现场试验采集的数据验证了本文算法。试验结果表明,本文方法能够同时聚集多个目标回波能量,精确地估计目标到接收机的距离,并判断目标的移动方向。     

GPS天-地无源双基地雷达探测海面移动目标

GNSS卫星作为一种照射源,可与地面接收机构成天-地无源双基地雷达系统,用于海面移动目标探测。但是,海面目标（如船只）反射的GNSS信号能量微弱,常被淹没在背景噪声和干扰信号中。针对这一问题,本文提出利用目标的运动特点聚集目标回波能量的目标探测方法。首先,将船只的运动轨迹看作合成孔径,采用SAR成像技术——距离多普勒算法（range-Doppler algorithm,RDA）实现目标回波能量的压缩聚集,同时抑制干扰信号（如海面杂波）。然后,使用相位梯度自聚焦算法（phase gradient autofocus,PGA）作自聚焦处理,进一步聚集目标回波能量。通过现场试验采集的数据验证了本文算法。试验结果表明,本文方法能够同时聚集多个目标回波能量,精确地估计目标到接收机的距离,并判断目标的移动方向。     

基于遥感影像的GPS实景化导航在野外地质调查中的应用

针对现有手持GPS系统不提供地图支持及野外地质调查过程中边远山区无图可用的问题,提出了基于遥感影像的GPS实景化导航方法,研究如何利用Google Earth提供的海量免费高分辨率遥感影像和Trimble GPS提供的强大导航功能,制作研究区域高精度背景导航影像,以实现野外地质调查的实景化导航。结果表明,基于遥感影像的GPS实景化导航方法简单、直观,能满足野外调查和旅游等导航的需求。     

基于LightGBM的全球海洋次表层温盐遥感预测

随着卫星遥感技术的发展,越来越多的卫星观测数据被应用于预测海洋内部温盐结构信息,而如何有效提高海洋内部温盐信息的预测精度仍是一个挑战。本文应用LightGBM算法结合随机森林算法构建全球海洋次表层（0—1000 m）温度异常（STA）与盐度异常（SSA）的预测模型,模型使用海表卫星观测数据（海表高度异常（SSHA）、海表温度异常（SSTA）、海表盐度异常（SSSA）和海表风场异常水平和垂直分量（USSWA、VSSWA）,结合经纬度信息（LON、LAT）作为预测变量,使用Argo次表层温盐数据作为模型训练与测试标记。本文使用五参数模型（SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA）、带纬度六参数模型（LAT、SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA）、带经度六参数模型（LON、SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA）与带经纬度七参数模型（LON、LAT、SSTA、SSHA、SSSA、USSWA、VSSWA）来着重分析LON与LAT在STA、SSA遥感预测中发挥的作用。结果表明LON与LAT在STA、SSA各自预测中发挥不同的作用。在单时相和时序预测STA中LON与LAT对模型的贡献随着深度的增加逐渐增大,而在单时相和时序预测SSA中LON与LAT对不同深度预测模型始终保持较大的贡献。在单时相预测STA与SSA中LON较LAT对模型贡献更大,而在时序预测STA与SSA中LAT较LON对模型贡献更大。经纬度信息是全球海洋次表层温盐机器学习预测的重要参数,可以提高模型的预测精度。同时,LightGBM较随机森林在预测海洋次表层温盐异常时精度更高鲁棒性更强。     

遥感云计算平台发展及地球科学应用

人类已有半个多世纪的全球历史遥感数据积累,这些不断涌现的海量遥感数据形成的遥感大数据为地球科学研究提供了丰富的数据支持;对遥感大数据快速处理、分析和挖掘是一个新的挑战.遥感云计算平台的出现为遥感大数据挖掘提供了前所未有的机遇,并彻底改变了传统遥感数据处理和分析的模式,使得全球尺度的长时间序列快速分析和应用成为可能.本文...     

黑龙江省矿集区尾矿库遥感监测与分析

尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源,存在溃坝危险,一旦失事,容易造成重大或特大事故。尾矿库不仅占据了大量的土地资源、破坏土地植被,给环境安全带来隐患,同时尾矿中含有的各种重金属矿物和毒性物质经过淋滤和渗透,会严重污染尾矿库周边和下游的生态环境。为实现对尾矿库的遥感监测与分析,以黑龙江省重点矿集区尾矿库为研究对象,利用高分辨率遥感图像建立准确的遥感解译标志,对尾矿库进行遥感解译;利用GIS软件提取尾矿库的相关信息,摸清现有尾矿的基本类型、堆存数量、地理位置和有害因素等;同时了解和掌握尾矿堆放区的环境地质情况和生态状况,以期为尾矿库的监督和管理提供科学依据。     

空基GPS遥感地球大气参数方法研究

探讨了空基无线电掩星技术应用于遥感地球大气参数方法，并将该方法编制成资料处理软件。对实测资料进行处理和分析后，给出了地球大气参数反演结果。发现指数函数外推法引入数据处理后大大改进了大气温度的归算结果，而对气压归算的影响却很小。比对结果显示我们的遥感结果同国外有关结果基本相符。     

GNSS遥感研究与应用进展和展望

全球导航卫星系统遥感(GNSS remote sensing)属卫星导航应用与遥感的一个交叉学科范畴。GNSS系统除传统的导航、定位、授时等功能外,可免费提供全球覆盖、高时间分辨率的L波段(1—2 GHz)微波信号用于遥感探测。继GNSS折射信号被率先用于地震、大气水汽等的探测以来,利用GNSS反射信号进行海洋、陆表参数估算,近年来成为国际GNSS应用研究前沿热点。随着中国自主北斗导航系统的蓬勃发展,将会为GNSS遥感带来新的发展契机和空间。本文从GNSS遥感的两个重要学科分支,即GNSS折射信号遥感(GNSS refractometry)和GNSS反射信号遥感GNSS-R(GNSS Reflectometry),回顾在这一交叉学科领域近几十年的发展,并简要分析GNSS遥感发展面临的机遇与挑战。     

混沌免疫算法在遥感影像分类中的应用研究

为提高遥感影像分类精度,采用基于混沌免疫算法(Chaos Immune Algorithm)的分类方法。利用混沌优化的遍历性,进行粗粒搜索,优化初始抗体群;通过选择算子、克隆算子、变异算子、抗体的循环补充等操作,得到全局最优的聚类中心,提高分类精度。实验表明该方法分类总精度、Kappa系数均优于传统分类方法。     

GPS技术和遥感影像在编制重点文物地图中的应用——以制作武汉大学校园重点文物图为例

GPS技术具有实时导航、定位准确的特点,遥感影像能提供快速及时的地理信息,它们当前还未广泛应用于地图的制作,本文尝试将这两种技术结合应用来编制地图,进而探讨在制作过程中的数据处理、重点文物图的设计与编制等问题;并以制作武汉大学的重点文物图为例,来说明和分析这种制作方法所具有的显著特点和具体操作的可行性。     

结合残差编解码网络和边缘增强的遥感图像去噪

高分辨率遥感图像去噪对于提高后续图像分析、识别等问题的准确性具有重要意义。目前的去噪算法普遍存在去噪结果边缘信息模糊、易产生视觉伪影导致遥感信息丢失的缺点,针对以上问题本文提出了一个基于边缘增强的残差编解码去噪网络用于高分辨率遥感影像去噪。该方法首先将噪声图片通过低通滤波器分解成高频层和低频层,然后将含噪声信息的高频层输入到带残差模块的编解码网络中,通过采样运算在多尺度空间上学习残差映射生成残差图像,最后使用跳跃连接得到完整的去噪结果。其损失函数由逐像素和感知损失两部分组成,逐像素损失使用传统的均方根误差学习像素级信息,感知损失学习语义特征上的差异可以保留更多边缘信息,最终得到更清晰的结果,其中感知损失是由级联在后的语义分割网络提取的特征图定义的。本文对不同测试数据做去噪实验并与几个经典方法对比证明本文模型的去噪结果优于其他方法,不仅提高图像的峰值信噪比,得到最高的平均梯度值,还在视觉上取得了最清晰的结果。实验结果表明,本文提出的基于边缘增强的深层编解码卷积网络在去噪的同时可以改善边缘细节被模糊的问题,保留更多遥感地物信息,提高图像视觉效果。     

浅议遥感技术在农业发展中的应用

概述了农业遥感的兴起,以实例说明遥感技术在农业研究中的优势。介绍了遥感技术在农业资源调查及监测、灾害预报、农作物产量估测等方面的应用情况,提出了目前影响农业遥感发展的若干问题。