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库区GNSS-R精细化反演水面高度及其验证研究

桑文刚 刘迎春 何秀凤 王昭然

桑文刚, 刘迎春, 何秀凤, 王昭然. 库区GNSS-R精细化反演水面高度及其验证研究[J]. 全球定位系统, 2022, 47(1): 43-48. doi: 10.12265/j.gnss.2021062501
引用本文: 桑文刚, 刘迎春, 何秀凤, 王昭然. 库区GNSS-R精细化反演水面高度及其验证研究[J]. 全球定位系统, 2022, 47(1): 43-48. doi: 10.12265/j.gnss.2021062501
SANG Wengang, LIU Yingchun, HE Xiufeng, WANG Zhaoran. Retrieving water surface height with high accuracy and reliability based on GNSS-R in reservoir area and its validation[J]. GNSS World of China, 2022, 47(1): 43-48. doi: 10.12265/j.gnss.2021062501
Citation: SANG Wengang, LIU Yingchun, HE Xiufeng, WANG Zhaoran. Retrieving water surface height with high accuracy and reliability based on GNSS-R in reservoir area and its validation[J]. GNSS World of China, 2022, 47(1): 43-48. doi: 10.12265/j.gnss.2021062501

库区GNSS-R精细化反演水面高度及其验证研究

doi: 10.12265/j.gnss.2021062501
基金项目: 国家自然科学青年基金(41204021);山东省重点研发计划项目(2019GSF111052);山东省高等学校科技计划项目(J17KA071)
详细信息
    作者简介:

    桑文刚:(1978—),男,博士,教授,研究方向为卫星导航定位技术与应用等

    刘迎春:(1997—),女,硕士,研究方向为GNSS应用技术

    何秀凤:(1962—),女,博士,教授,研究方向为卫星导航定位,海洋监测,卫星遥感技术

    通信作者:

    桑文刚 E-mail:5201197@qq.com

  • 中图分类号: P228.4

Retrieving water surface height with high accuracy and reliability based on GNSS-R in reservoir area and its validation

  • 摘要: 全球卫星导航系统(GNSS)反射测量技术的出现,为高时空分辨率水位监测提供了一种新的解决方案. 尤其在我国,大中型大坝、库岸高边坡大多建立了GNSS变形监测系统,为全球卫星导航反射信号(GNSS-R)技术监测水位提供了不需重复建设的硬件设备与丰富的数据资源. 以GPS 信噪比(SNR)数据为观测量,详细推导了卫星反射信号反演水面高度的原理,重点分析了精细化提取可用反演卫星及其有效时段的方法,并在此基础上完成趋势项去除及Lomb-Scargle频谱分析,给出完整的反演水面高度的数据处理流程. 通过济南市卧虎山水库坝体及泄洪闸两处位置进行实测,将反演的水位高度与实测的水位进行对比分析. 结果表明:两不同测站的反演精度均达到厘米级,满足水位监测需求. 也充分验证了利用大坝和库区已建立的GNSS变形监测系统开展GNSS-R水位监测的可行性及可靠性.

     

  • 图  1  GNSS-R反演水面的原理

    图  2  GNSS-R数据处理技术流程图

    图  3  测站位置、观测环境及仪器布设

    图  4  G5卫星SNR和高度角时序图

    图  5  测站1垂直反射距离h

    图  6  G15卫星L1 SNR和高度角时序图

    图  7  去除趋势项后的SNR残差序列图

    图  8  测站2垂直反射距离h

    表  1  反演水面高与实测高度对比表 m

    测站反演高度实测高度较差
    112.7212.75−0.03
    212.7112.76−0.05
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  • 收稿日期:  2021-06-25
  • 网络出版日期:  2022-02-23

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