机载GPS-R遥感海面风场实验

利用GPS导航卫星反射信号遥感海面风场是一种新的海洋遥感手段。对2009年在我国海南开展的机载飞行实验进行了介绍,为了验证该技术测风原理的正确性、反演算法的可行性和实际测风精度,利用飞行实验数据反演出了海面风速风向,并与同步获得的海洋站实测风场数据和卫星散射计风场数据进行了对比。统计表明,GPS-R反演风场与博鳌海洋站测风数据相比,风速平均绝对误差为1.4 m/s,风向平均绝对误差为24°,与QUICKSCAT卫星测风数据相比,风速平均绝对误差为1.8 m/s,风向平均绝对误差为29°。结果表明,利用GPS海洋反射信号遥感海面风场,原理是正确的,反演方法是可行的,反演精度达到使用要求。

星载GPS-R下视天线的可视性研究

对星载GPS-R海洋遥感接收机下视天线的波束中心指向、波束形状、波束推进方式对镜面反射点可视性的影响进行了研究.定义了一个与天线可视区域内地球表面点具有一一对应关系的星下点平面,提出了星下点平面内的天线波束覆盖区域的确定方法及数学表达式,在此基础上分析了不同的波束中心指向、波束形状、波束推进方式对可视性的影响,并根据某型号空间飞行器的轨道数据进行了仿真验证.

GPS-R技术中信号反射点位置计算

GPS-R技术是一种全新概念的遥感方式,是人们在使用GPS时为了克服多路径效应问题而发现目标物对GPS的反射信号也可以被接收和利用,从而开辟了这个新的研究领域。人们把基于GPS-R反射信号的遥感技术,简称全球定位系统反射信号遥感技术(Global Position System-Reflection,GPS-R)。本文主要研究GPS-R反射信号的反射点位置,为相关技术研究提供技术支持。

利用GPS-R遥感技术反演植被生物量

为了验证利用GPS-R遥感技术反演植被生物量的可行性,分析了GPS反射信号反演植被生物量的原理与方法,通过试验利用干涉复合场数据(ICF)计算出信号反射率,利用已有文献拟合出的信号反射率与植被生物量之间的关系求出生物量,并与遥感技术结果进行了对比。试验结果表明:利用GPS-R遥感技术反演植被生物量是可行的,但是精度还需依靠时间反演模型;GNSS-R反演植被生物量对分析调查区域植被生长和碳排放情况具有重要意义。

岸基GPS-R水面高反演测站时空布局优化

岸基GPS-R反演水面高度的精度、可用性及可靠性,与测站可见卫星落入指定水域方位、入射角度、有效弧段长度与数量密切相关。为提高反演点位的观测效率,本文综合考虑第一菲涅尔区、测站与水系方位关系及不同水系类型入射角区间范围选择等多种因素,提出反演事件的概念,并以此建立岸基GPS-R时空布局优化策略。通过设计仿真试验与实测数据进行验证,结果显示两者具有良好的一致性。但由于现有GPS星座结构导致北半球用户在观测时反演事件分布呈现“北部最多,东西次之”的特点,因此,基于反演事件的优化策略可有效开展测区备选站点评估与选定;同时,根据反演事件可进一步筛选测站最佳时段及其周期变化规律,从而验证了开展测站时空布局优化研究可有效保障岸基GPS-R反演水面高的效率与质量。这对促进GPS-R技术由理论向应用推广,以及充分利用现阶段我国大中型水库大坝、库岸边坡及海岸等周边均布设的GNSS永久观测站开展GPS-R反演水面高度应用,具有重要的参考和使用价值。

基于GPS反射信号技术的渤海海冰实验

传统的海冰检测手段都存在着受天气影响或实时检测成本太高的缺点,为了更实时有效的检测海冰,减轻海冰灾害对于我国的影响,并达到防灾减灾的目的,本文研究了GPS反射信号(GPS-R)技术检测海冰的可能性。通过对2013年2月下旬在中国天津渤海湾的岸基架设GPS信号接收机所接收的观测数据进行分析,使用不同特性的反射海域(几乎全为海水或是海冰)的数据进行比对分析,其结果显示极化比值(反射左旋信号与直射右旋信号的比值)能够明显反演海冰密集度。本文首次将GPS-R技术应用于国内自主设计的渤海海冰检测实验中。

基于GPS信噪比数据观测海平面变化研究

近年来,GPS-R技术已发展成为一项监测地球环境变化的新技术。首先推导了GPS-R技术观测海平面变化的原理公式,接着描述了利用GPS信噪比(SNR)数据反演水位变化的处理流程,最后利用IGS站SC02的数据,基于自主研发的数据分析软件,反演了该站长达14年的海平面变化时间序列。通过与该站附近的验潮站数据进行对比,两者表现出很好的一致性,相关系数高达0. 96,两者较差的RMS为8cm。研究结果进一步验证了基于GPS信噪比数据监测海平面变化的可行性和可靠性。

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。

基于GPS信噪比观测值的水位反演研究

介绍了利用GPS信噪比(SNR)数据反演水位变化的原理.选取Calcasieu Pass GPS站的SNR数据反演水位变化,并与附近验潮站监测数据进行对比,两者表现出很好的一致性,两者的相关系数优于0.80,RMSE在8 cm左右,验证了基于GPS SNR数据监测海平面变化的可行性和可靠性,通过不同时段和时长的试验分析,证明了岸基GPS站可连续对水位进行监测.

“双S”技术在地质勘探中的应用

GPS(Global Positioning System)全球定位系统和RS(Remote Sensing)遥感技术相结合,使地质勘探数据从宏观至微观相联系,精准定位并实现快速勘探及后期回查,弥补了现有地质勘探技术定位不准、误差累积的问题。