[发明专利]一种基于统计量的GNSS‑R多源海面测高装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于统计量的GNSS-R(Global Navigation Satellites System-Reflectmetry)多源海面测高装置，具体地说，是指首先在每个积分周期内，利用n+m(n为反射天线可见的GPS卫星个数，m为反射天线可见的北斗卫星个数)颗导航卫星的反射信号一维相关功率得到n+m个反射信号相对于直射信号的时延值，并置于对应的时延集合中，然后对一段时间内的n+m个时延集合分别进行统计得到每个时延集合的均值和方差，并利用统计得到的均值和方差通过加权平均的方法进行海面测高。

背景技术

利用GNSS(Global Navigation Satellites System)反射信号进行地球表面物理参数的反演是遥感领域的新型技术之一，具有信号源广、成本低，探测设备轻等优势，在近二十年，得到了国内外学者的广泛关注。该技术通过星载、机载或岸基的特殊装置接收、处理GNSS反射信号可进行海面风场反演、海冰探测以及土壤湿度探测。

海面高度作为重要的海洋参数，是海洋遥感领域长期关注的对象之一。GNSS-R高度计最初作为传统高度计的替代技术被提出，通过连续接收处理GNSS直射信号和经海面反射的回波信号得到反射信号相对于直射信号的路径时延，并利用GNSS卫星、接收平台以及镜面反射点之间的几何关系实现接收平台海拔高度的反演，最后与接收平台高度(相对于椭圆地球参考面的高度)相减得到海面高度。

以往的GNSS-R高度计都是利用单颗卫星的时延进行海面高度测量，但随着空间导航卫星的增多，在同一观测区域内，可能存在多个导航卫星的反射信号，利用多系统多星反射信号进行海面高度测量成为GNSS-R高度计的研究内容之一。本发明通过对同一观测区域的GPS/北斗系统的多颗卫星反射信号进行接收、处理进行海面高度的反演，首先在每个积分周期内，利用n+m颗卫星的反射信号一维时延相关功率得到反射信号相对于直射信号的时延并置于相应的时延集合，然后对一段时间内的n+m个时延集合分别进行统计求得对应均值和方差，最后利用加权平均的方法得到接收平台的海拔高度，并与接收平台高度相减得到海面高度。

发明内容

本发明提供了一种基于统计量的GNSS-R多源海面测高装置，该装置可接收、处理同一区域的n+m颗卫星的反射信号对海面高度进行测量，首先利用每个积分周期内的n+m颗卫星的反射信号一维时延相关功率得到n+m个反射信号相对于直射信号的时延τ_{r_d1},…τ_{r_dn},τ_{r_d(n+1)},…τ_{r_d(n+m)}，并置于相应的时延集合内，然后对Tms内的时延集合{τ_{r_d1}(0),…,τ_{r_d1}(T)},…,{τ_{r_dn}(0),…,τ_{r_dn}(T)},{τ_{r_d(n+1)}(0),…,τ_{r_d(n+1)}(T)},…,{τ_{r_d(n+m)}(0),…,τ_{r_d(n+m)}(T)}进行统计得到对应均值和方差最后利用加权平均的方法反演接收平台的海拔高度h，并与接收平台高度hr相减得到海面高度h_sea。