基于高度角的GNSS-R測高精度及反射事件數量研究

基于高度角的GNSS-R測高精度及反射事件數量研究

胡長江1，王磊2

(1.常德市國土資源規劃測繪院,常德 415000;2.立得空間信息技術股份有限公司,武漢 430070)

摘要：從現有的GNSS-R(GNSS Reflectometry)測高理論出發,得出了測高精度會隨高度角的減小而降低的結論,并分析了優于4 m的測高精度需要滿足高度角大于31°的條件;在一組實際實驗數據中,優于4 m的測高精度需要滿足高度角達到38°,考慮到實際情況受到海風、海面粗糙度等因素的影響,實驗結論與理論值是一致的。 以高度角需要滿足的該條件為基礎,對測高事件數量進行了研究,并將其與其他學者采用的截止高度角(15°、20°)進行了對比,得出高度角提高到38°后,事件數量將減少50%左右的結論。

關鍵詞：GNSS-R測高;高度角;反射事件

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.05.005

中圖分類號：P228

文獻標志碼：A

文章編號：1008-9268(2015)05-0025-05

收稿日期：2015-07-07

作者簡介

Abstract:Based on the present theories of GNSS-R(GNSS Reflectometry)altimetry, the conclusion that the precision of GNSS-R altimetry declines with the decrease of elevation angle is achieved. Furthermore, the elevation angle needs to meet the condition of over 31° if a result of better than 4-m-precision wants to be obtained. In a set of actual experimental data, elevation angle needs to be at 38° for better than 4-m precision. Given that actual data is detrimentally affected by factors, such as ocean wind; sea surface roughness and so forth, the experimental result is in line with theoretical conclusion. By employing the condition elevation angle meets, the impact of elevation angle on the amount of reflection events is studied. In comparison with cutoff elevation angle used by other researchers (15°and 20°), the mount of data will decrease by some 50% in this paper..

0引言

從GNSS-R測高這一概念的提出到現在已有20多年[1],這一領域的學者和專家在理論和實驗方面都做了大量的工作,取得了很多突破性的成果。在岸基和機載實驗中,已經獲得了厘米級的測高精度[2,3],在星載方面,雖然目前缺乏這方面的數據,但西班牙空間科學研究所的Cardellach等通過對觀測量的殘差進行建模,預測了星載測高可獲得空間分辨率為65 km、測高精度為22 cm的結果[4]。在理論方面,Hajj和Wagner等研究了星載GNSS-R測高中反射事件的分布、密度等問題,研究表明星載測高事件的密度比衛星測高的事件密度要高一個數量級[5-6]。

在GNSS-R測高中,雖然目前已經獲得了厘米級的測高精度,但經常是通過增長非相干積分時間(損失空間分辨率)或挑選較高高度角的事件(剔除大量數據)得到的[4,7]。……