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GNSS-R陆表反射率空间分异驱动因子定量分析与分区模式 认领 引用 被引量：1
1
作者 严清赟 郭紫璇 +2 位作者 潘元进 贾燕 金双根 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第2期315-327,共13页
全球导航卫星系统反射测量观测参数(如地表反射率)与土壤湿度、植被、地形等多种参数间存在复杂的耦合效应,区域尺度上存在强烈的空间异质性,使宏观气候-地表分区法难以有效刻画多因素共同作用下的响应关系。本文定量分析GNSS-R地表反... 全球导航卫星系统反射测量观测参数(如地表反射率)与土壤湿度、植被、地形等多种参数间存在复杂的耦合效应,区域尺度上存在强烈的空间异质性,使宏观气候-地表分区法难以有效刻画多因素共同作用下的响应关系。本文定量分析GNSS-R地表反射率空间分异的驱动因子,并提出一种基于驱动因子解释力量化的分区模式。首先,采用地理探测器模型定量评估多种地表驱动因子(包括地形、植被、土壤及土地覆盖)对旋风全球导航卫星系统反射率空间分异的解释力(q值),结果表明地表粗糙度、地形高程和土地覆盖类型是影响反射率空间分异的3类主导因子。为考察多因子叠加效应,在耦合关系的基础上,将解释力最强的粗糙度因子分别与土壤湿度和植被含水量进行叠加,构建“粗糙度+土壤湿度”和“粗糙度+植被”两类复合分区模型,并结合线性回归方法,系统对比不同分区策略与地表参数组合下对反射率的拟合效果(以加权R2为评估指标)。研究结果表明:(1)分区叠加模式(尤其是“粗糙度+植被”组合)的模型拟合优度普遍优于单一因子分区;(2)引入表征散射机制的PN值可显著提升模型性能;(3)土地覆盖分区因样本量分布极度不均,其高加权R2得益于大样本草地区域的高精度拟合,而非全局最优;(4)模型在低海拔平坦区域表现优异,而在高海拔地形复杂区域精度受限。相较于宏观气候-地表分区法,采用驱动因子量化构建的分区模式在GNSS-R地表反射率线性回归模型中表现出更优的拟合效果。该成果为GNSS-R遥感数据在地表参数反演、环境监测及气候变化研究中的精准应用提供了重要的方法支撑,有助于推动多源遥感数据融合与地表过程耦合分析向更精细化、机理化的方向发展,对提升全球及区域尺度陆表水文、生态及气候模型的模拟精度具有积极的理论与实践意义。 展开更多
关键词 GNSS-R 驱动因子 空间异质性 线性回归 分区模式
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基于GNSS-R与辐射计数据融合的土壤含水率反演方法 认领 引用
2
作者 郭秀梅 逄海港 +2 位作者 孙波 寇希龙 陈倩 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第10期330-340,共11页
土壤含水率是影响农业生产和气候环境变化的重要因素。针对传统GNSS-R土壤含水率反演方法精度低、无法提取数据深度特征等局限,本文提出一种融合卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)的深度学习模型,用于土壤含水率反演。该模型可... 土壤含水率是影响农业生产和气候环境变化的重要因素。针对传统GNSS-R土壤含水率反演方法精度低、无法提取数据深度特征等局限,本文提出一种融合卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)的深度学习模型,用于土壤含水率反演。该模型可充分发挥CNN在特征提取与LSTM在时序建模方面的优势,尤其在多源数据融合方面的互补性。通过融合GNSS-R反射信号与微波辐射计数据(亮温(TB)、土壤粗糙度和植被覆盖指数(TR)),模型能更全面刻画土壤含水率变化趋势。与传统GNSS-R反演模型及多种机器学习方法(如支持向量机(SVM)、多层感知机(MLP)、随机森林(RF))相比,所构建模型相关系数(R)和均方根误差(RMSE)表现更优。试验验证结果表明,CNN-LSTM在精度、稳定性及泛化能力方面具有明显优势,适用于固定区域土壤含水率的连续监测,展示了深度神经网络在遥感数据融合与土壤含水率反演中的应用潜力。 展开更多
关键词 土壤含水率 GNSS-R 辐射计 CNN-LSTM
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顾及地表反射率不确定性的风云三号GNSS-R洪涝监测方法:以8·2广东极端暴雨灾害为例 认领 引用
3
作者 马中民 张双成 +3 位作者 周昕 刘奇 刘宁 王恒利 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第3期451-464,共14页
2025年8月2日至6日,广东经历了21世纪以来第5强、8月最强的极端暴雨,持续强降水引发严重洪涝灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。星载全球导航卫星系统反射(GNSS-R)技术因其重访周期短、不受云雨影响,已在洪涝监测中展现出重要应用潜力... 2025年8月2日至6日,广东经历了21世纪以来第5强、8月最强的极端暴雨,持续强降水引发严重洪涝灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。星载全球导航卫星系统反射(GNSS-R)技术因其重访周期短、不受云雨影响,已在洪涝监测中展现出重要应用潜力。本文评估了我国自主研制的风云三号系列卫星GNSS-R数据在暴雨洪涝应急监测中的表现。首先,介绍了地表反射率(SR)的计算方法及多GNSS系统SR融合模型。针对传统“硬阈值”方法易受高土壤湿度干扰的问题,提出了一种改进的考虑SR模糊过渡的洪涝探测方法。该方法利用Sigmoid函数将连续的SR映射为地表淹没概率,并根据置信区间引入基于不确定性的动态阈值方法,将研究区划分为高置信水区、高置信非水区和不确定区。随后,通过与Cyclone GNSS(CYGNSS)地表水产品进行对比,利用混淆矩阵评估了本文方法的有效性。结果表明,与传统的硬阈值方法相比,本文方法在洪涝前后地表水探测的总体精度分别提高了10.38%和10.96%,有效减少了因土壤湿度偏高而产生的假阳性结果。进一步与SWOT和GFM产品对比发现,三者探测的洪涝范围基本一致。综上,本文结果验证了风云三号GNSS-R在洪涝应急监测中的能力,并为利用星载GNSS-R开展洪涝探测提供了一种方法。 展开更多
关键词 风云三号 星载GNSS-R GNOS-Ⅱ 洪涝监测 8·2广东极端暴雨
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星载GNSS-R全球海浪波周期估计的经验模型构建 认领 引用
4
作者 布金伟 刘淑慧 +4 位作者 徐顺双 向彤粟 汪秋兰 籍超颖 左小清 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第4期684-697,共14页
波周期是海浪重要参数之一,通常由卫星高度计后向散射系数和有效波高获得。然而,由于重访周期长以及大雨期间信号衰减的问题,该方法难以满足动态变化的需求。星载GNSS-R为波周期估计提供了一种手段,但目前很少有研究关注波周期估算,复... 波周期是海浪重要参数之一,通常由卫星高度计后向散射系数和有效波高获得。然而,由于重访周期长以及大雨期间信号衰减的问题,该方法难以满足动态变化的需求。星载GNSS-R为波周期估计提供了一种手段,但目前很少有研究关注波周期估算,复杂海洋环境缺少可靠的估算模型。因此,本文在现有散射理论的基础上,通过系统梳理星载GNSS-R观测值与海浪有效波高及波周期之间的物理数学关系,提出一种星载GNSS-R波周期估计模型构建方法。利用低风速(10 m/s)海况条件下的星载GNSS-R数据、第五代再分析(ERA5)数据提出了波周期与有效波高和GNSS-R观测值之间的经验线性模型和幂函数模型。采用ERA5、第三代波浪模型、Jason-3和浮标波周期数据作为参考,验证所提模型估计波周期的性能。试验结果表明,归一化雷达散射截面观测值的波周期估计精度略优于前沿斜率观测值,且三参数幂函数模型稍优于线性模型和双参数幂函数模型。与现有模型相比,本文模型在均方根误差、相关系数和平均绝对百分比误差方面分别提高了16.44%、13.33%和12.65%。此外,在低风和高风条件下与不同验证数据对比均吻合良好,并且通过按比例划分验证和5折交叉验证对比分析表明,本文模型兼具良好的泛化能力与稳定的模型结构,这充分证明了该模型具有高度的可靠性。 展开更多
关键词 星载GNSS-R 有效波高 波周期 幂函数模型
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双天线多系统实时厘米级GNSS-R水面测高方法及性能分析 认领 引用
5
作者 吴子恒 郭斐 张治宇 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期1130-1137,共8页
全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)是一种被动式遥感技术,具有高时空分辨率、低成本等优势。针对传统岸基单天线干涉法在小尺度水域测高精度低、连续性差的问题,提出一种基于相对定位原... 全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)是一种被动式遥感技术,具有高时空分辨率、低成本等优势。针对传统岸基单天线干涉法在小尺度水域测高精度低、连续性差的问题,提出一种基于相对定位原理的上下视双天线实时厘米级GNSS-R水面测高方法。通过多系统组合解基线向量的方式,反演水面高度变化,并在实验场开展了长期连续运行测试。结果表明,上下视天线的模糊度平均固定率达到93.97%,测高均方根误差平均为2.39 cm,相较于传统单天线GNSS-R测高有显著优势。此外,对比分析了单系统和多系统组合测高性能,采用多系统组合的测高方法相较于使用单北斗卫星导航系统和GPS+Galileo,在测高连续性上分别提升了85.1%和209.2%,在测高精度上分别提升了17.9%和69.5%,为中小尺度水域的实时连续高精度水位变化监测提供了新的技术途径。 展开更多
关键词 GNSS-R 水面高度反演 多系统GNSS 反射信号 实时
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多频点组合GNSS-R积雪深度反演模型探讨 认领 引用
6
作者 梁静舒 梁宏 +6 位作者 张洁 万玮 成振华 罗晋 曹云昌 王乙竹 赵盼盼 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2026年第2期185-194,共10页
针对人工观测积雪深度时空分辨率较低的问题,提出一种多频点组合全球卫星导航系统(GNSS)反射信号遥感(GNSS-R)积雪深度反演模型:利用新疆阿勒泰GNSS和人工观测积雪深度数据,分析探讨多频点信噪比组合(SNR_COM)的GNSS-R积雪深度反演模型... 针对人工观测积雪深度时空分辨率较低的问题,提出一种多频点组合全球卫星导航系统(GNSS)反射信号遥感(GNSS-R)积雪深度反演模型:利用新疆阿勒泰GNSS和人工观测积雪深度数据,分析探讨多频点信噪比组合(SNR_COM)的GNSS-R积雪深度反演模型。结果表明,SNR_COM模型相较于单频点信噪比(SNR)模型优势明显,精度高且稳定,积雪深度探测误差为2~3 cm,其中北斗卫星导航系统(BDS)(S1X/S5X/S6I)反演效果较佳,误差约为2.47 cm;BDS(S1X/S5X/S6I)、全球定位系统(GPS)(S1C/S2X/S5X)、伽利略卫星导航系统(Galileo)(S1X/S7X/S6X)、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)(S1C/S2C)可作为GNSS频点信号最优组合,误差约为2.35 cm,精度与国际水平相当,并可在一定程度上提升积雪深度反演模型的稳定性。所提方法能够为GNSS-R积雪深度反演技术投入业务应用提供参考。 展开更多
关键词 积雪深度 全球卫星导航系统(GNSS)反射信号遥感技术(GNSS-R) 北斗卫星导航系统(BDS) 全球定位系统(GPS) 信噪比(SNR) 多频点
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基于FY-33E GNSS-R数据的多特征融合海冰密集度反演 认领 引用
7
作者 张云 张巧艳 +2 位作者 孟婉婷 杨树瑚 韩彦岭 《上海航天（中英文）》 CSCD 2026年第2期129-140,181,共12页
2021年7月5日发射的风云三号E(FY-3E)极地轨道卫星,可同时接收来自北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)和伽利略卫星导航系统(GAL)3大星座的反射信号,全球重访周期约为5.5 d,为极地海冰的高时效、连续监测带来了新的观测手段。本... 2021年7月5日发射的风云三号E(FY-3E)极地轨道卫星,可同时接收来自北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)和伽利略卫星导航系统(GAL)3大星座的反射信号,全球重访周期约为5.5 d,为极地海冰的高时效、连续监测带来了新的观测手段。本文基于2023年3月—2025年2月的FY-3E全球导航卫星掩星探测仪-Ⅱ(GNOS-Ⅱ)多星座全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)观测数据,采用随机森林(RF)算法开展北极海冰密集度(SIC)反演研究,重点分析了多星座性能差异及环境因子对反演精度的影响。研究结果表明:1)3类星座均实现较高精度,GAL星座表现最优(决定系数R2=0.871,平均绝对误差EMAE=0.058,均方根误差ERMSE=0.086),GPS次之,BDS略低;2)海表温度(SST)为影响反演结果的关键环境参数,引入后模型平均R2由0.584提升至0.806,EMAE、ERMSE分别降低约34.10%和33.90%。SST的作用具有明显季节性:在夏季融化期(6-9月)提升最显著,在春秋过渡期(3-5月、10-11月)提供辅助支持,在冬季稳定期(12月-次年2月)虽影响较弱,但有助于维持结果的稳定性;3)多星座融合精度仍保持在较高水平(R2=0.869,EMAE=0.062,ERMSE=0.091),空间一致性比率(SAR)达到92.64%。研究结果验证了FY-3E多星座GNSS-R结合机器学习在SIC反演中的有效性,为自主卫星在极地环境监测中的业务化应用提供了方法支撑。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R) 风云三号E(FY-3E) 北极海冰密集度(SIC) 随机森林(RF) 海表温度(SST)
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基于POBI插值变化率的星载GNSS-R洪水动态监测——以桂林市2024年重大洪涝灾害为例 认领 引用
8
作者 刘立龙 张宏伟 +1 位作者 陈发德 原涛涛 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2026年第6期758-764,共7页
针对星载GNSS-R技术在大尺度洪水淹没范围图中引入插值导致准确性降低和单一水体误判的问题,本文提出一种基于历史同期观测插值(POBI)反射率变化率的动态监测方法。利用2019—2023年雨季CYGNSS反射率数据与中国1 km分辨率月降雨量产品,... 针对星载GNSS-R技术在大尺度洪水淹没范围图中引入插值导致准确性降低和单一水体误判的问题,本文提出一种基于历史同期观测插值(POBI)反射率变化率的动态监测方法。利用2019—2023年雨季CYGNSS反射率数据与中国1 km分辨率月降雨量产品,构建POBI空间插值模型,并结合双基雷达公式反演地表反射率,系统分析桂林市2024-06极端降雨事件中的洪水演进过程。结果表明,在未采样区域的反射率插值中,RMSE较自然邻近法平均降低20.98%;基于变化率的淹没识别机制有效规避了传统阈值法的主观性,监测结果显示,市中心城区在06-19的淹没面积较06-12扩大48.68%,空间演变与SMAP土壤湿度变化高度一致。该研究为星载GNSS-R在高动态、低覆盖率区域的洪水精细化监测提供了可靠的方法支撑。 展开更多
关键词 星载GNSS-R CYGNSS 洪水监测 POBI
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异常检测驱动的GNSS-R海冰半监督多任务反演算法 认领 引用
9
作者 高源 侯春萍 +2 位作者 李梦龙 马丹 杨阳 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2026年第3期1088-1106,共19页
海冰影响着大气、生态、海洋和人类生产生活等各个方面,因此开展海冰反演具有重要意义。目前,基于全球导航卫星系统反射测量(global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R)技术的机器学习方法已应用于海冰遥感领域,取得了... 海冰影响着大气、生态、海洋和人类生产生活等各个方面,因此开展海冰反演具有重要意义。目前,基于全球导航卫星系统反射测量(global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R)技术的机器学习方法已应用于海冰遥感领域,取得了良好的效果。然而现有算法存在过度依赖标签、结构冗余,以及在样本失衡情况下无法有效反演海冰的问题。因此,本文提出了一种异常检测驱动的GNSS-R海冰半监督多任务反演算法,将半监督异常检测思想应用于遥感海冰反演领域,解决对标签的过度依赖和样本失衡情况下的反演问题。该算法包含数据预处理模块和基于GNSS-R的海冰多任务反演网络(sea ice multi-tasks retrieval network,SIMTRN)。SIMTRN包含海冰检测模块与海冰密集度反演模块,运用模块间数据特征共享机制实现基于单个网络的海冰检测与海冰密集度反演任务,解决结构冗余的问题。另外,针对海冰密集度反演任务,本文考虑了不同大气、气象特征与海冰密集度之间的关系,通过与海冰DDM(delay Doppler maps)特征的融合提高预测精度。实验结果表明,SIMTRN的海冰检测准确率达到了0.9733,海冰密集度反演相关系数达到了0.9699,优于现有4种机器学习算法——基于反向传播学习的多层感知器神经网络、基于单层卷积的卷积神经网络、基于特征选择的支持向量、基于双层卷积的卷积神经网络的性能。同时,本文还证明了所提算法的泛化能力优于现有机器学习算法。 展开更多
关键词 海冰 异常检测 GNSS-R 遥感 半监督学习
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硬件延迟对星载GNSS-R干涉测高性能影响探讨 认领 引用
10
作者 孙艺轩 夏俊明 +7 位作者 孙越强 黄令勇 黄飞雄 尹聪 白伟华 杜起飞 王冬伟 王先毅 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2026年第1期125-131,共7页
为了进一步提升星载全球卫星导航系统反射信号(GNSS-R)干涉测高精度,探讨测量系统硬件延迟对星载GNSS-R干涉测高性能的影响:提出一种理论分析与半物理仿真实验相结合的方法;重点探究硬件延迟对GNSS-R干涉测高结果及其副产品——电离层... 为了进一步提升星载全球卫星导航系统反射信号(GNSS-R)干涉测高精度,探讨测量系统硬件延迟对星载GNSS-R干涉测高性能的影响:提出一种理论分析与半物理仿真实验相结合的方法;重点探究硬件延迟对GNSS-R干涉测高结果及其副产品——电离层电子总通量(TEC)的影响机制。结果表明,GNSS-R干涉测高测量系统引入的硬件延迟具有双频色散性,若未进行精确校正,该时延不仅会导致测高结果和电离层TEC测量值产生系统性偏差,还会显著增加测高结果的标准偏差;但对电离层TEC的标准偏差无显著影响。可为星载GNSS-R干涉测高系统的硬件延迟误差校正与性能优化提供参考。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统反射信号(GNSS-R) 干涉测高 半物理仿真 硬件延迟 电离层电子总通量(TEC)
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Study of GNSS-R-based oil spill detection using multimodal information fusion 认领 引用
11
作者 Haowen Wang Yong Wan +1 位作者 Yongshou Dai Rui Zhang 《Acta Oceanologica Sinica》 SCIE CAS CSCD 2026年第3期200-215,共16页
Global Navigation Satellite System Reflectometry(GNSS-R)remote sensing has demonstrated broad application potential in marine oil spill monitoring due to its advantages such as all-weather capability,wide spatial cove... Global Navigation Satellite System Reflectometry(GNSS-R)remote sensing has demonstrated broad application potential in marine oil spill monitoring due to its advantages such as all-weather capability,wide spatial coverage,and high spatiotemporal resolution.However,the morphological features of Delay-Doppler Map(DDM)provided by GNSSR are simultaneously influenced by factors such as wind speed and surface oil films,leading to high false positive rates in traditional oil spill detection methods.To address this challenge,this study proposes a multimodal recognition framework that integrates both DDM imagery and wind speed information.A dual-branch Residual Network(Res Net)-based feature extraction network is designed to extract high-dimensional features from DDM and wind speed data,which are then fused at the feature level to enable accurate identification of oil-contaminated areas.To alleviate the scarcity of labeled real-world samples,a large-scale synthetic multimodal dataset is generated based on the ZavorotnyVoronovich(Z-V)scattering model for pretraining,followed by transfer learning using a small number of real GNSS-R observations to enhance the model's adaptability to real marine environments.Experimental results show that the proposed method achieves 91%classification accuracy on the test set,significantly outperforming baseline models such as Convolutional Neural Networks(CNNs).Furthermore,the incorporation of wind speed as an auxiliary modality effectively reduces false positives caused by wind-wave interference and enhances the model's sensitivity to oil film signatures.This study provides a feasible theoretical foundation and technical pathway for the application of GNSS-R in marine oil spill detection. 展开更多
关键词 GNSS-R marine oil spill transfer learning multimodal information fusion
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基于地基GNSS-R的夏季北极临岸地区土壤湿度反演:以阿拉斯加巴罗站为例 认领 引用
12
作者 孔德刚 常亮 《上海海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第1期324-335,共12页
为了验证全球导航卫星系统反射(Global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R)技术在北极临岸地区土壤湿度监测中的可靠性,采用GNSS-R技术开展了夏季阿拉斯加巴罗(Barrow)站的土壤湿度反演研究,并分别以美国能源部的ARM计... 为了验证全球导航卫星系统反射(Global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R)技术在北极临岸地区土壤湿度监测中的可靠性,采用GNSS-R技术开展了夏季阿拉斯加巴罗(Barrow)站的土壤湿度反演研究,并分别以美国能源部的ARM计划和SMAP中的土壤湿度为参考值,分析了2015—2023年巴罗站土壤湿度的变化特征。结果显示,2015—2023年GNSS-R数据与SMAP和ARM土壤湿度数据在长期趋势上具有较好的一致性,年际结果间的相关性分别为0.54~0.76和0.54~0.81,均方根误差分别为0.02~0.06和0.01~0.06。在2015—2023年的6—9月,GNSS-R反演的土壤湿度在中高湿度范围(SMAP的0.4~0.6 cm3/cm3,ARM的0.20~0.35 g/g)下,与SMAP和ARM观测结果的一致性最佳。在低湿度和高湿度条件下,GNSSR反演结果虽然能够捕捉土壤湿度的上升趋势,但与SMAP和ARM存在一定的偏差,这可能与夏季降雨增加有关。本研究证实了GNSS-R技术在北极沿岸反演土壤湿度的可靠性。 展开更多
关键词 GNSS-R 土壤湿度 阿拉斯加 多路径效应
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基于GNSS-R的实时潮位高度变化反演 认领 引用
13
作者 陈培森 《测绘与空间地理信息》 2026年第4期130-133,共4页
在潮位监测与反演探索中,数据不完整是一个普遍存在的问题,对于实时潮位监测的精确度造成了较大影响。为解决该难题,笔者进行了基于全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术的实时潮位高度变化反演研究,以实现潮位变动监测的高精度、即时... 在潮位监测与反演探索中,数据不完整是一个普遍存在的问题,对于实时潮位监测的精确度造成了较大影响。为解决该难题,笔者进行了基于全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术的实时潮位高度变化反演研究,以实现潮位变动监测的高精度、即时响应与深度分析。经过实际应用场景的试验,结果表明:本文方法在实时潮位反演中取得了较好的结果,特别是在GNSS-R信号处理中,凭借SSA-EMD出色的去噪效果,成功保留了信号的主要趋势,使得海面高度反演结果与真实潮位高度一致,显著提升了实时潮位反演的精准度与时效性,为海洋环境监测与科学研究提供了有力支持。 展开更多
关键词 GNSS-R技术 实时潮位 高度反演 去噪
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联合地基GNSS和星载GNSS-R的低纬电离层闪烁监测及预报方法研究 认领 引用
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作者 刘航 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第4期758-758,共1页
全球导航卫星系统(GNSS)信号穿过电离层不规则体时会造成振幅、相位以及极化状态等发生快速、随机的起伏,即电离层闪烁可能导致通信误码和信号畸变,进而威胁GNSS的系统安全和影响GNSS精密定位的服务性能。论文针对当前低纬电离层闪烁效... 全球导航卫星系统(GNSS)信号穿过电离层不规则体时会造成振幅、相位以及极化状态等发生快速、随机的起伏,即电离层闪烁可能导致通信误码和信号畸变,进而威胁GNSS的系统安全和影响GNSS精密定位的服务性能。论文针对当前低纬电离层闪烁效应影响GNSS精密定位服务性能的问题,开展面向高可靠卫星导航定位的电离层闪烁监测、预报及应对方法研究,旨在提升GNSS高精度定位服务的连续性、可靠性和完好性。本文的主要贡献如下。 展开更多
关键词 GNSS-R 信号畸变 通信误码 卫星导航定位
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小波变换融合双源GNSS-R数据提升海面高精度方法 认领 引用
15
作者 徐凡凡 柯宝贵 +1 位作者 胡瑾鑫 谈宇轩 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2026年第3期6-10,共5页
为解决当前单一GNSS-R数据在海面高反演中存在精度与分辨率不足的问题,基于CYGNSS的高时空分辨率密集观测能力与FY-3E的全球覆盖观测特点,利用小波变换方法融合双源数据,开展了中国海域高精度海面高模型的构建研究。融合结果表明,CYGNS... 为解决当前单一GNSS-R数据在海面高反演中存在精度与分辨率不足的问题,基于CYGNSS的高时空分辨率密集观测能力与FY-3E的全球覆盖观测特点,利用小波变换方法融合双源数据,开展了中国海域高精度海面高模型的构建研究。融合结果表明,CYGNSS(8颗星)融合结果相较于单星,平均绝对误差(MAE)从3.80 m降至1.72 m,提升54.7%;在此基础上,与FY-3E进行融合后,MAE进一步降至1.51 m,总体提升达58.7%。进一步分析表明,随着数据时长从1个月增至5个月,镜面点密度由0.12个/km²提升至0.40个/km²,MAE提高至0.93 m,精度优于单一数据源反演方法。本研究使用的GNSS-R多源数据融合方法可有效提升单一GNSS-R数据的模型精度,研究成果具有支持海洋动力环境监测、构建高精度平均海面高的潜力。 展开更多
关键词 GNSS反射测量 海面高反演 数据融合 小波变换 延迟-多普勒图
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多源星基GNSS-R地表反射率全球差异性评估及其对土壤湿度的响应 认领 引用 被引量：1
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作者 魏浩翰 蔡玉蓝 +2 位作者 徐文洲 沈哲辉 郭沈凡 《全球定位系统》 CSCD 2025年第2期79-88,共10页
星基全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System Reflectometry,GNSS-R)技术已经成为大范围监测地表土壤湿度的一个有效手段.旋风全球导航卫星系统(Cyclone Global Navigation Satellite System,CYGNSS)以高时空分... 星基全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System Reflectometry,GNSS-R)技术已经成为大范围监测地表土壤湿度的一个有效手段.旋风全球导航卫星系统(Cyclone Global Navigation Satellite System,CYGNSS)以高时空分辨率的优势广泛应用于土壤湿度反演研究.2024年9月,土壤湿度主被动(soil moisture active passive,SMAP)遥感卫星首次公开了GNSS-R反射率数据.本文首先对多源GNSS-R地表反射率、SMAP卫星土壤湿度产品和第五代全球气候和天气再分析数据集(fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis of the global climate,ERA5)土壤湿度产品进行时空匹配;其次讨论不同地理纬度、不同土地类型、不同植被光学厚度情况下CYGNSS和SMAP的星基GNSS-R地表反射率在全球范围内的差异性,并提出了基于幂律函数的经验公式模型对它们的差异进行了修正;最后分析了星基GNSS-R地表反射率对土壤湿度的响应.结果表明:CYGNSS在38°S~38°N数据量充足且分布较均匀,有利于开展地表参数反演,而SMAP数据量偏少,但能覆盖中高纬度地区,二者具有互补性;在不同地理纬度、土地类型、植被光学厚度情况下,CYGNSS和SMAP的地表反射率在数值上存在非线性差异,这与二者接收到的信号频率和极化方式不同有很大关系,前者接收的是GPS L1频段的左旋圆极化反射信号,后者接收的是GPS L2C频段的水平和垂直线性极化反射信号,可用幂律函数很好地修正它们之间的差异;CYGNSS和SMAP的地表反射率与土壤湿度整体上存在较好的相关性.研究结果有利于未来开展多源星基GNSS-R反射率联合反演地表环境参数. 展开更多
关键词 星基全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R) 地表反射率 旋风全球导航卫星系统(CYGNSS) 土壤湿度主被动(SMAP)遥感卫星 土壤湿度
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顾及土壤温度的星载GNSS-R土壤湿度反演 认领 引用 被引量：1
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作者 赵保睿 任玥 +2 位作者 张敏 李兵 郭明强 《地理空间信息》 2025年第5期94-97,101,共4页
为提高土壤湿度的反演精度,基于全球导航定位系统反射(GNSS-R)信号数据,提出了一种随机森林支持下顾及温度的土壤湿度反演模型。结果表明,纳入温度的预测模型的平均绝对误差和均方误差分别为0.009 cm3/cm3和0.0002 cm3/cm3... 为提高土壤湿度的反演精度,基于全球导航定位系统反射(GNSS-R)信号数据,提出了一种随机森林支持下顾及温度的土壤湿度反演模型。结果表明,纳入温度的预测模型的平均绝对误差和均方误差分别为0.009 cm3/cm3和0.0002 cm3/cm3,线性拟合度升至98.7%,预测的土壤湿度与真值差值的标准差约下降28.9%;纳入温度的模型可显著提高热带草原气候区域(内陆地区)的预测精度,但在湿润地区改善不明显,反演的土壤湿度空间分布与实际观测更吻合。研究结果证实了随机森林模型在土壤湿度反演领域的应用潜力以及纳入温度对提高预测模型精度的重要性。 展开更多
关键词 随机森林 GNSS-R信号 土壤湿度 土壤温度 地表反射率
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星载GNSS-R与散射计联合探测能力分析及其海陆典型应用 认领 引用
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作者 万献慈 万玮 +1 位作者 郭祉辀 胡秀清 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第8期2544-2558,共15页
星载卫星导航系统反射计GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflectometry)具有独特的前向散射观测方式、较高的空间分辨率以及小卫星组网条件下的高频次观测潜力,可与传统主被动微波遥感手段形成优势互补。传统的主动微波遥... 星载卫星导航系统反射计GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflectometry)具有独特的前向散射观测方式、较高的空间分辨率以及小卫星组网条件下的高频次观测潜力,可与传统主被动微波遥感手段形成优势互补。传统的主动微波遥感散射计与GNSS-R空间尺度相近,二者在前、后向散射机理、主、被动观测模式等方面具有显著互补性。为寻求星载GNSS-R应用突破,本文从理论和应用两个层面,基于星载GNSS-R和散射计的工作特点,深入分析星载GNSS-R与散射计的联合探测能力,并结合海面风速、土壤湿度两个典型海陆应用场景分别进行试验。结果表明:在近实时应用场景下,二者联合比单源传感器在共同观测区域海面风速反演的均方根误差至少降低了13%;在大尺度应用场景下,具备将联合高精度优势拓展至散射计全域的可行性,将单源散射计全域土壤湿度反演的均方根误差至少降低了6%。因此,未来海陆参量反演研究可从信号源出发,针对二者的观测几何、极化组合、波段组合等在具体场景深入研究,从而拓宽反演方法及应用模式。 展开更多
关键词 星载GNSS-R 散射计 前向散射 后向散射 联合反演 海面风速 土壤湿度 时延—多普勒图 反射率 归一化雷达截面
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基于CYGNSS卫星的星载GNSS-R台风位置反演 认领 引用
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作者 管栋良 周磊 +3 位作者 王亮亮 孙海文 周志凌 夏逸旻 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2025年第7期725-731,共7页
以台风Irma为例,利用CYGNSS卫星开展基于星载GNSS-R的台风位置反演研究。实验结果表明,CYGNSS相关观测量能有效探测到台风事件的发生;利用CYGNSS观测量,基于DBSCAN聚类算法,可有效反演出台风中心位置,其最小偏差约为30 km,平均偏差约为4... 以台风Irma为例,利用CYGNSS卫星开展基于星载GNSS-R的台风位置反演研究。实验结果表明,CYGNSS相关观测量能有效探测到台风事件的发生;利用CYGNSS观测量,基于DBSCAN聚类算法,可有效反演出台风中心位置,其最小偏差约为30 km,平均偏差约为45 km。本研究有助于进一步拓宽星载GNSS-R在台风监测方面的应用范围。 展开更多
关键词 星载GNSS-R CYGNSS 台风位置 风速 DBSCAN聚类算法
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轻质可展开GNSS-R天线结构设计与仿真 认领 引用
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作者 刘良玉 李东颖 +1 位作者 匡全进 陈银平 《航天制造技术》 2025年第6期37-42,共6页
为兼容全球主流卫星导航系统,顺应小型化、低成本发展趋势,设计了一种兼具轻质、小型化、宽频带、高增益等优点的可展开GNSS-R天线。该天线通过组阵使用,展宽波束覆盖范围并提高增益;螺旋线采用柔性支撑和固定支撑相结合的形式,引入收... 为兼容全球主流卫星导航系统,顺应小型化、低成本发展趋势,设计了一种兼具轻质、小型化、宽频带、高增益等优点的可展开GNSS-R天线。该天线通过组阵使用,展宽波束覆盖范围并提高增益;螺旋线采用柔性支撑和固定支撑相结合的形式,引入收拢固定装置和解锁装置实现收拢与展开。通过与传统螺旋天线对比,从结构设计和力学仿真角度阐述了可展开GNSS-R天线方案的可行性,该天线既具有可展开天线收拢尺寸小、重量轻的特点,又具有传统天线结构稳定的特点。 展开更多
关键词 轻质 可展开 GNSS-R天线 螺旋天线
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