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北斗全频段GNSS-R水位反演研究

符平贵 匡翠林 楚彬

符平贵, 匡翠林, 楚彬. 北斗全频段GNSS-R水位反演研究[J]. 全球定位系统, 2023, 48(3): 52-56, 92. doi: 10.12265/j.gnss.2023083
引用本文: 符平贵, 匡翠林, 楚彬. 北斗全频段GNSS-R水位反演研究[J]. 全球定位系统, 2023, 48(3): 52-56, 92. doi: 10.12265/j.gnss.2023083
FU Pinggui, KUANG Cuilin, CHU Bin. Research on BeiDou full-band GNSS-R water level inversion[J]. GNSS World of China, 2023, 48(3): 52-56, 92. doi: 10.12265/j.gnss.2023083
Citation: FU Pinggui, KUANG Cuilin, CHU Bin. Research on BeiDou full-band GNSS-R water level inversion[J]. GNSS World of China, 2023, 48(3): 52-56, 92. doi: 10.12265/j.gnss.2023083

北斗全频段GNSS-R水位反演研究

doi: 10.12265/j.gnss.2023083
基金项目: 湖南省自然资源科技计划(湘自资科20230168CH)
详细信息
    作者简介:

    符平贵:(1997—),男,硕士,研究方向为GNSS环境探测与遥感技术

    匡翠林:(1978—),男,教授,研究方向为GNSS导航与定位

    楚彬:(1990—),男,博士,研究方向为卫星大地测量技术

    通信作者:

    匡翠林 E-mail: cuilinkuang@163.com

  • 中图分类号: P228.4

Research on BeiDou full-band GNSS-R water level inversion

  • 摘要: 北斗三号卫星导航系统(BDS-3)拥有丰富的频段数据,使得该系统在全球卫星导航反射测量(GNSS-R)领域具有广阔的应用前景. 本文系统地开展了北斗全频段GNSS-R水位反演研究,首先对比了频谱分析和非线性拟合两种算法在水位反演中的性能,结果表明非线性拟合的整体精度优于频谱分析;然后针对反演结果中存在的各种误差,引入Savitzky-Golay滤波算法去噪,数值表明去噪前后的结果与实测水位之差的均方根误差(RMSE)平均降低了7.4 cm,且北斗全频段的反演精度与GPS L5相当.

     

  • 图  1  GNSS-R反演海平面高度原理

    图  2  SNR观测序列

    图  3  SAS2站点环境及菲涅尔区

    图  4  水位反演结果与验潮站数据对比

    图  5  水位反演结果相对验潮站数据的偏差

    图  6  北斗全频段水位反演组合结果与验潮站比较

    表  1  北斗全频段水位反演结果统计信息

    方法波段相关系数RMSE/cm反演点数量
    频谱分析 L50.72614.76235
    B1C0.78612.57568
    B10.74713.97886
    B2a0.65917.69805
    B30.8898.011641
    B2b0.70815.811213
    B2a+B2b0.72814.57564
    非线性拟合 L50.76013.75983
    B1C0.74613.97986
    B10.71715.28321
    B2a0.75014.69907
    B30.8938.212940
    B2b0.77813.311877
    B2a+B2b0.82011.87167
    下载: 导出CSV

    表  2  GNSS-R滤波前后精度统计

    方法波段相关系数RMSE/cm
    滤波前 L50.76013.7
    B1C0.74613.9
    B10.71715.2
    B2a0.75014.6
    B30.8938.2
    B2b0.77813.3
    B2a+B2b0.82011.8
    滤波后 L50.9366.0
    B1C0.9346.0
    B10.9276.6
    B2a0.9485.6
    B30.9684.3
    B2b0.9505.4
    B2a+B2b0.9614.8
    下载: 导出CSV
  • [1] JIN S G, QIAN X D, WU X R. Sea level change from BeiDou Navigation Satellite System-Reflectometry (BDS-R): first results and evaluation[J]. Global and planetary change, 2017, 149: 20-25. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2016.12.010
    [2] WU J M, CHEN Y L, GAO F, et al. Sea surface height estimation by ground-based BDS GEO satellite reflectometry[J]. IEEE journal of selected topics in applied earth observations and remote sensing, 2020(13): 5550-5559. DOI: 10.1109/JSTARS.2020.3024743
    [3] 陈发德, 刘立龙, 黄良珂, 等. 基于多模GNSS-MR海平面测高研究[J]. 地球物理学进展, 2018, 33(5): 1767-1772.
    [4] ZHENG N Q, CHEN P, LI Z. Accuracy analysis of ground-based GNSS-R sea level monitoring based on multi GNSS and multi SNR[J]. Advances in space research, 2021, 68(8): 1789-1801. DOI: 10.1016/j.asr.2021.04.024
    [5] LIU Z Z, DU L, ZHOU P Y, et al. BDS/GNSS multipath reflectometry (BDS/GNSS-MR) based altimetry with new signals: initial assessment and comparison[J]. Advances in space research, 2022, 69(2): 282-291. DOI: 10.1016/j.asr.2021.08.025
    [6] STRANDBERG J, HOBIGER T, HAAS R. Improving GNSS-R sea level determination through inverse modeling of SNR data[J]. Radio science, 2016, 51(8): 1286-1296. DOI: 10.1002/2016RS006057
    [7] 马心宇, 张波, 王峰, 等. GPS L5反射信号测高性能研究[C]//第十届全国信号和智能信息处理与应用学术会议, 2016.
    [8] 王积丹, 匡翠林. Savitzy-Golay算法改善GNSS-MR土壤湿度反演研究[C]//第十一届中国卫星导航年会论文集——S01 卫星导航行业应用. 2020.
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  • 收稿日期:  2023-04-10

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