顾及地球曲率及椭球高的GNSS-R几何计算方法

全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R)技术中,观测几何计算不仅涉及GNSS反射信号的在轨实时处理,而且与观测值的地理位置计算直接相关,对其进行精确计算十分重要。当前GNSS-R技术逐步向陆地场景拓展,已有几何计算方法难以满足多场景(海洋、陆地、冰川等)应用的需求。针对此,本文提出了一种顾及地球曲率和椭球高的几何计算方法。该方法同时也集成了一种镜面点初始估计模型,在不同轨道高度(300～900 km)和观测几何条件下,初始估计误差精度可降低至5 km以内。本文方法可基于WGS-84椭球面和顾及反射面椭球高精确计算镜面反射点,精度可控在1 mm以内,计算效率相比已有方法有显著提升,可对未来考虑地形高度的高效计算需求提供借鉴。本文方法通过变换迭代方程可进行反射信号的几何路径计算,实现从反射信号延迟观测到镜面反射点和椭球高的一体解算。与已有方法相比,本文方法考虑了地球曲率及反射点随椭球高度变化的空间偏移误差,可避免测高应用中测量值定位不准确的问题。     

GPS多路径效应实验测试与分析研究

作为影响GPS测量信号的干扰源,多路径效应为众多研究者所关注。多路径效应使得GPS测量的精度降低,严重时还将引起信号失锁。针对这一问题,文中从多路径效应产生的原理出发,设计并实施无线电干扰和镜面反射干扰实验,分析多路径效应对GPS单点定位精度、基线长度精度和网精度的影响。在既有的研究成果基础上,提出随着距离的变化多路径效应的影响程度不同、对网精度影响最小、对单点定位精度影响最大等结论,并总结了减弱多路径效应的相关措施。     

水体镜面反射的多角度偏振特性研究及应用

基于水体样本的多角度偏振反射光谱，对水体镜面反射的偏振特性和机理进行了系统地研究。实验中，通过改变光线入射角、探测角、探测方位角、偏振角等影响因子，得出了水体样本的多角度偏振反射光谱的普适规律。在多角度遥感与偏振光技术的物理基础上，提出了基于多角度偏振反射的水体镜面反射消除方法和进行水体偏振遥感的适宜时间设计方法，为多角度偏振技术在水体遥感中的应用提供了技术参考。     

叶片非朗伯特性影响冠层辐射分布的辐射度模型模拟与分析

在大量的植被冠层遥感模型中,辐射度模型作为一种计算机模拟模型具有很多优点,它对理解植被—辐射相互作用过程和研究植被冠层辐射机理具有重要的理论价值。传统的辐射度模型假设冠层内叶片为朗伯体。但随着对叶片特性的深入研究发现,叶片的反射特性不能单纯的看成是理想漫反射过程。为了消除传统辐射度模型的朗伯假设,完善辐射度模型,本文利用Phong光照模型模拟叶片表面非朗伯(镜面反射)部分的分布特性,在基于真实结构冠层场景的辐射度模型(RGM)的基础上,增加了叶片镜面反射分量的计算。文中以玉米冠层为例,比较并分析了叶片的镜面反射分量对冠层辐射分布的影响。最后,从辐射度模型原理出发,进一步推导得出了计算冠层镜面反射分量的辐射度公式,从理论上证明了在可见光—近红外区的冠层镜面反射分量与波长无关。本文使用的方法具有简单、易于实现的特点。经过扩展后的辐射度模型既保留了传统辐射度模型的优点,又增加了该模型的功能和模拟范围。     

基于线段二分法的GNSS—R镜面反射点估计算法

通过研究GNSS—R基本几何关系和S．C．Wu镜面反射点估计算法,提出了基于线段二分法镜面反射点位置估计算法,并利用位移与速度之间的关系,论述了基于线段二分法算法在镜面反射点速度估计中的可行性。为了验证本文提出的算法的正确性,利用MATLAB仿真软件和STK仿真软件对已有镜面反射点估计算法和本文提出的算法进行了仿真分析。仿真结果表明：基于线段二分法算法可以正确估计GNSS—R镜面反射点位置信息和速度信息。