基于延迟多普勒图像的GNSS-R有效波高反演方法

为了实现海面有效波高的探测,本文利用全球导航卫星系统反射信号(Global Navigation Satellite System Reflection,GNSS-R)提出了一种利用延迟多普勒图像进行信噪比计算的有效波高反演方法。相比传统雷达等主动探测,GNSS-R是利用卫星信号前向散射的被动观测,无需发射机,具有信号源多、功耗小、成本低、重量轻等优势,便于在星载、机载以及船载平台上进行搭建。由于海面波高的不同,接收机接收到的反射信号也不同。通过对反射信号的分析,可以得到不同反射面的物理特征信息,从而反演出我们所需的海面波高信息。本文通过反射信号生成延迟多普勒图像,并给出相应的信噪比定义,从而获得有效波高。为验证本文提出算法的可行性,本文进行了船载有效波高反演试验,并和传统利用干涉复数场(Interference Complex Field,ICF)进行反演的估算方法进行了性能对比和验证。结果表明,所提算法的均方根误差为0.098 m,R2值为77%,相关系数为0.82,均优于ICF方法,且与测波雷达的有效波高真值数据表现出更好的一致性,提升了基于GNSS-R技术进行有效波高估算的精度,能够为船舶航行的海况信息感知提供服务。

岸基GNSS反射信号延迟多普勒图变化特征分析

GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflections)技术是一种可用于海面参数遥感探测的新兴技术,是当前国内外的研究热点之一。GNSS海面反射信号的延迟多普勒图像(DelayDoppler Map,DDM)是GNSS-R技术应用的重要理论基础。基于Z-V模型确定了岸基GNSS反射信号DDM的理论仿真方法和流程,并进行了实验验证,实验结果显示,仿真DDM与实测DDM之间具有很好的一致性。同时,全面系统地分析了风速、风向、接收天线高度和卫星仰角4个参数对DDM变化特征的影响规律,仿真结果显示:风速和接收天线高度的影响呈单调特性;风向的影响呈周期特性;卫星仰角的影响则比较特殊,在30°以下时呈现明显的单调性,大于30°时误差几乎相同,即具有窗函数选择特性,这种变化特征为利用DDM反演海面波浪、风场数和海面粗糙度等参数提供了理论依据和参考。

近地小行星地基雷达探测研究现状

地基雷达探测是研究太阳系中小行星的重要方法。雷达探测主要有两种方式:(1)连续波探测,可得到小行星表面的粗糙度等参数;(2)延迟多普勒探测,用于反演小行星的三维形状模型并确定自转轴状态。与其他探测方法相比,雷达观测具有分辨率高等优势。简要介绍了地基雷达探测的原理和方式,以及通过雷达成像建立小行星形状模型的方法。同时举例说明了雷达探测小行星的成果,并对包括雷达在内的多种探测方法进行了比较。