[发明专利]一种GNSS-R镜面反射点交轨向与沿轨向空间分辨率的计算方法

说明书

本发明公开了一种GNSS‑R镜面反射点交轨向与沿轨向空间分辨率的计算方法，该方法包括：以GNSS‑R镜面反射点处时延和多普勒值为参考值，计算镜面反射点周围空间区域的模糊度函数值；根据模糊度函数值，采用阈值法计算镜面反射点的有效散射区域；将镜面反射点的有效散射区域等效为中心在镜面反射点的椭圆；计算与镜面反射点运动速度方向平行且与椭圆相切的两条切线的方程；根据两条切线的方程，计算得到镜面反射点处的交轨向空间分辨率；将椭圆等效为面积相等的平行四边形，并计算平行四边形的底边边长；计算镜面反射点的运动速度与非相干积分时间的乘积，根据乘积与平行四边形底边边长的大小关系，计算得到GNSS‑R镜面反射点沿轨向空间分辨率。

技术领域

本发明涉及GNSS反射信号遥感技术领域，尤其涉及一种GNSS-R镜面反射点交轨向与沿轨向空间分辨率的计算方法。

背景技术

自20世纪90年代以来，GNSS-R技术(Global Navigation Satellite SystemsReflectometry)已逐渐发展成为一种新型的对地遥感技术。该技术通过同时接收GNSS卫星发射的直射信号和地面反射信号，可应用于海面风场、海面高度、海面有效波高、海冰覆盖范围、海冰密集度和土壤湿度等领域的遥感探测，具有信号源丰富、全天时和全天候等优点。

GNSS-R技术属于双基地雷达遥感模式，GNSS卫星、地表反射面与低地球轨道卫星(Low Earth Orbit,LEO)接收机所构成的天基GNSS-R双基雷达对地遥感，由于地表反射面通常是粗糙的，LEO卫星接收到的GNSS地面反射信号，其本质上是经镜面反射点周围地面大片区域反射后的一系列多径信号。镜面反射点处的空间分辨率，与接收机高度、速度、非相干积分时间、GNSS卫星的入射角和方位角等多种因素密切相关。目前，GNSS-R镜面反射点的空间分辨率的计算，通常是将有效观测区域等效为正方形，利用正方形边长代表空间分辨率的大小。由于GNSS-R卫星接收的反射信号可能会出现在不同的方位向，GNSS-R镜面反射点的有效观测区域实际上更接近于平行四边，如果采用目前的这种等效正方形的GNSS-R空间分辨率计算方法，不能准确反映镜面反射点观测量空间分辨率受GNSS卫星方位角的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种GNSS-R镜面反射点交轨向与沿轨向空间分辨率的计算方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种GNSS-R镜面反射点交轨向与沿轨向空间分辨率的计算方法，所述方法包括：

以GNSS-R镜面反射点处时延和多普勒值为参考值，计算镜面反射点周围空间区域的模糊度函数值；

根据模糊度函数值，采用阈值法计算镜面反射点的有效散射区域；

将镜面反射点的有效散射区域等效为中心在镜面反射点的椭圆；

计算与镜面反射点运动速度方向平行且与椭圆相切的两条切线的方程；

根据两条切线的方程，计算得到镜面反射点处的交轨向空间分辨率；

将椭圆等效为面积相等的平行四边形，并计算平行四边形的底边边长；

计算镜面反射点的运动速度与非相干积分时间的乘积，根据乘积与平行四边形底边边长的大小关系，计算得到GNSS-R镜面反射点沿轨向空间分辨率。

作为上述方法的一种改进，所述以GNSS-R镜面反射点处时延和多普勒值为参考值，计算镜面反射点周围空间区域的模糊度函数值；具体包括：

以GNSS-R镜面反射点处时延τ_ref和多普勒值f_ref为参考值，计算GNSS-R镜面反射点周围空间区域的模糊度函数值WAF为：