GNSS技術在河面水位信息采集方面的應用研究

周俊華，梁曉東，熊 用，雷夢飛，孔 超

（湖南聯智科技股份有限公司，湖南 長沙 410000）

一般，當洪澇等地質災害發生時，地面的電力系統、通信系統等基建設施都會受到一定程度的損壞，受災的地表環境也復雜多變，進行河流水文信息采集的各類設備和裝置都會受到影響，嚴重的甚至無法正常工作。衛星導航系統能夠為用戶提供24h全天候的高精度定位、導航和授時服務，可以不依賴河邊的固定設備而精確獲得水位高度等水文信息，能為防范洪澇災害提供有力的保障。文章主要介紹近年來GNSS技術在水位信息采集方面的研究和進展，并提出后續的應用研究及發展方向。

1 利用GNSS技術測量水位高度

GNSS技術主要目的為精確獲取地表待測物體的三維坐標，一般原理是利用一組衛星的偽距、星歷、衛星發射時間等觀測量，配合用戶鐘差，計算得出物體的三維坐標、速度及時間信息。由于水面對衛星信號具有很強的反射作用，因此一般處在水面附近的衛星接收天線可以同時收到同一顆衛星的多個信號，產生多路徑效應。在利用水面反射衛星信號的研究上，吳繼忠等[1]給出了一種利用單臺GPS接收機接受水面反射信號來測量水面高度的方法，其結果表明，在觀測條件良好的情況下，利用反射信號測得水面高度的標準差在±3cm，在觀測條件較差的海面上得到的結果也與驗潮儀一致。

白偉華等[2]研究了如何利用GNSS-R技術測量水面高度，一種方法是利用信號的直接傳輸和反射傳輸的碼延遲來測高，測量結果表明，在水面較粗糙時GNSS散射信號的相關性很差、相干分量很小，接收機無法完成鎖相從而得不到有效的相位數據，尤其在空基或星載高動態的情況下效果更加不理想；……