專題：GNSS地表反射信號遙感技術

內容導讀

全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)為用戶提供了位置、速度及時間服務，已被廣泛地應用于交通、農業、安全等領域。隨著無線電技術發展以及低成本、高密度對地觀測需求的增長，地表反射的GNSS信號作為一種新型的遙感源被用于地表物理參數的探測。該技術被稱為GNSS-Reflectometry(GNSS-R)，通過協同接收、處理及分析GNSS直達和經地表反射的信號實現地表物理參數的探測與反演，是一種新型的雙/多基外輻射探測手段，已通過地基、機載及星載平臺實現了海面風速、海面高度、陸表土壤濕度/植被、積雪及形變等參數的探測。作為一種全新的對地觀測技術，GNSS-R技術正處于高速發展階段。近年來，無論在GNSS地表反射信號處理、參數反演模型及遙感應用等方面均取得了重大進展。鑒于此，《無線電工程》2021年第10期推出“GNSS地表反射信號遙感技術”專題。專題采用公開征稿方式組織稿件, 在所有通過專家函評的稿件中, 最終確定錄用稿件8篇。專題內容涵蓋了岸基、機載及星載3個平臺，囊括了陸表和海洋2個應用領域的研究成果。

論文《基于RMSprop的高精度GNSS-R鏡面反射點預測算法》針對星載GNSS-R鏡面反射點計算效率問題，研究了Root Mean Square (RMS) prop算法在鏡面反射點估計中的應用，加快了鏡面反射點估計的收斂速度，對星載GNSS反射信號的快速處理具有重要意義。在海洋應用方面，專題部署了2篇論文。論文《無人機載北斗反射信號的海面測高性能評估》著重于機載GNSS-R海面高度測量應用，瞄準北斗在遙感領域的應用以及無人機遙感的熱點，評估了機載北斗海面反射信號高度測量性能，對GNSS-R接收機在無人機平臺上的搭載具有推動意義。論文《岸基GNSS反射信號有效波高反演研究》針對近岸海域有效波高探測問題，在接收機優化層面提出了岸基接收機選星的優化策略和方法，在反演算法層面研究了岸基平臺GNSS-R探測有效波高的可行性、算法及性能，對長期觀測近海有效波高具有重要意義。在陸表參數探測方面，專題針對土壤濕度、形變典型應用和沙漠參數探測新應用進行了部署。論文《基于PSO-RF的GNSS-IR土壤濕度反演方法研究》探索了智能優化算法在陸表參數反演中的應用，利用粒子群優化算法和隨機森林算法開展了GNSS-R土壤濕度反演算法的研究，旨在提高土壤濕度反演精度。針對高精度、全天候形變監測需求，論文《GNSS-R形變測量技術綜述》論述了GNSS-R在形變監測應用中的研究進展，應用現狀及特點，并探討了該技術的發展趨勢，對GNSS-R在形變監測領域的應用具有重要意義。擴展GNSS-R應用領域是該技術發展的趨勢之一，鑒于此，專題部署了論文《GNSS反射信號在沙丘形狀探測中的應用》。論文旨在將GNSS-R技術應用于沙漠特征參數的探測，研究了GNSS-R探測沙丘形狀的可行性，有效地推動GNSS-R技術應用領域的擴展。《基于GNSS-IR技術高精度水庫水位監測研究》一文充分利用商用的高精度定位接收機，將部署在水庫壩體上的多個接收機聯網監測，提出了反演水庫水位高度的有效算法，拓展了水庫壩體形變監測系統的應用范圍，特別是在水庫水位現有技術手段失效的情況下能夠給出水位的高精度測量，大大提升了安全警戒的信息化水平。為了將GNSS-R技術應用推向實用，專題還組織了一篇海洋遙感應用系統介紹的文章，旨在通過該文章的闡述向同行傳遞一種信息，GNSS-R已經可以向實用化方向發展了，如能引起相應的行業管理部門重視就達到工程類學術文章的終極目的了。

專題面向GNSS-R技術研究前沿，既有海洋和陸表典型應用的研究，也有新應用領域的探究；即有針對星載平臺的研究，也有低海拔的地基和機載平臺的研究；既有針對具體問題而開展的模型算法的研究，也有針對特殊應用領域開展的綜述性討論。盡管專題在部署方面，盡量聚焦GNSS-R前沿研究，但鑒于該技術近年來的快速發展，新理論、新應用日新月異，加之策劃人水平有限，專題內容部署方面仍存在不足。專題的出版得到了上海航天電子技術研究所盛志超、上海海洋大學張云、中國石化勝利油田俞永慶、山東農業大學孫波、武漢大學嚴頌華、延安大學曹新亮、河海大學何秀鳳、北京航空航天大學王峰等研究人員的大力支持，謹在此衷心地感謝他們提供的優質稿件。在專題出版之際，特此感謝參與稿件函評的各位專家學者,感謝他們對稿件的審閱和提出寶貴意見，保證了專題稿件的質量。最后, 感謝《無線電工程》編輯部各位老師的辛勤工作和大力支持。希望本專題對GNSS-R理論和應用研究能夠起到借鑒和促進作用。