單天線GNSS反射信號的積雪厚度反演

李彬彬,張云,楊樹瑚,洪中華,韓彥嶺

(上海海洋大學 信息學院,上海 201306)

單天線GNSS反射信號的積雪厚度反演

李彬彬,張云,楊樹瑚,洪中華,韓彥嶺

(上海海洋大學 信息學院,上海 201306)

積雪作為冰凍圈內對氣候變化最敏感的要素之一,與氣候變化和水文循環過程都密切相關,是國際冰凍圈研究的一個重要方向。本文為了探究基于全球導航定位系統反射信號(GNSS-R)技術對積雪厚度檢測的可行性,利用美國科羅拉多大學在美國科羅拉多州采集到的GPS積雪數據進行分析。根據單天線GNSS-R反演原理，成功地實現了積雪厚度的反演。而在與現場積雪厚度實際數據進行對比分析后,發現該技術的反演結果與實際數據之間的相關系數達到了95.99%.

GNSS-R;SNR;積雪厚度;Lomb scargle periodogram算法

0 引 言

全球氣候變化是當代人們共同關注的熱點。我國極地研究中心的研究學者們在2006年時指出,氣溫上升1 ℃條件下對物質平衡進行的敏感性試驗顯示,每年的降雪增量相當于海平面上升0.5 mm[1].而積雪作為冰凍圈內對氣候變化最敏感的要素之一[2],與氣候變化和水文循環過程都密切相關,是國際冰凍圈研究的一個重要方向。從宏觀上把握積雪的時空分布特征及對氣候變化的響應,從微觀上模擬和預測雪蓋厚度、密度等特征量對外界氣象條件的響應,對認識區域水量平衡、有效利用融水資源、了解水文循環對氣候變化響應等,都具有重要的科學意義和實踐價值[3]。

現有的積雪厚度檢測方法有很多,最直接的方法是在現場放置測量尺子或者標桿對雪深進行測量。……