[发明专利]GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率重构方法和系统

权利要求书

1.一种GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率重构方法，其特征在于，包括：

步骤1，获取通过SPIR上下天线接收到的原始数据；

步骤2，对原始数据进行波束成形和直、反信号互相关处理，得到复杂波形；

步骤3，对复杂波形进行相干积分与非相干累加平均处理，得到功率波形；并根据功率波形，解算得到N个镜面点对应的平均测高精确度；

步骤4，根据对流层延迟，对镜面点时延进行改正，并反演得到接收机星下点海面到参考椭球面的垂直距离；并根据接收机星下点海面到参考椭球面的垂直距离，解算得到N个镜面点对应的平均测高准确度；

步骤5，根据重复步骤1～步骤4，得到不同信号处理时间得到的平均测高精确度和平均测高准确度；

步骤6，根据不同信号处理时间得到的平均测高精确度和平均测高准确度，结合沿轨空间分辨率与信号处理时间的关系，得到测高精度对应的沿轨空间分辨率，进而实现GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率的重构。

2.根据权利要求1所述的GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率重构方法，其特征在于，波束成形和直、反信号互相关处理得到的复杂波形数量为：6×10⁵个，各复杂波形的相干积分时间为1ms。

3.根据权利要求2所述的GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率重构方法，其特征在于，对复杂波形进行相干积分与非相干累加平均处理，得到功率波形，包括：

按照如下公式(1)和公式(2)，对复杂波形进行相干积分与非相干累加平均处理，得到功率波形：

W(T₀+N_incoh·T_coh/2,τ)＝|w(T₀+N_incoh·T_coh/2,τ)|²…(2)

其中，w(T₀+N_incoh·T_coh/2,τ)表示经相干积分与非相干累加平均处理后的波形，T₀表示相干积分与非相干累加平均处理的开始时间，N_incoh表示非相干累加次数，T_coh表示相干积分时间，c(nT_coh,τ)表示复杂波形，t表示时刻，τ表示时延，W(T₀+N_incoh·T_coh/2,τ)表示功率波形。

4.根据权利要求3所述的GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率重构方法，其特征在于，还包括：在对复杂波形进行相干积分与非相干累加平均处理之前，对复杂波形进行对齐；其中，T_coh＝1s、2s、5s、10s，N_incoh＝1000。

5.根据权利要求3所述的GNSS-R海面测高精度与沿轨空间分辨率重构方法，其特征在于，根据对流层延迟，对镜面点时延进行改正，并反演得到接收机星下点海面到参考椭球面的垂直距离，包括：

采用DER算法，估算得到镜面点时延τ_spec：

其中，表示从实测波形中计算的导数最大值点对应的时延，表示仿真波形的镜面点时延，表示从仿真波形中计算的导数最大值点对应的时延；

根据镜面点卫星高度角θ，估算得到对流层延迟τ_trop：

其中，H_R表示iGNSS-R接收机高度，H_trop表示观测位置的对流层高度；

基于公式(3)和(4)反演得到接收机星下点海面到参考椭球面的垂直距离SSH_spir：

其中，τ_antenna表示天线基线时延误差。