利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测

敖敏思; 朱建军; 胡友健; 曾云; 刘亚东

美国《工程索引》（EI）核心期刊
美国《剑桥科学文摘》（CSA）收录期刊
荷兰斯高帕斯数据库（Scopus）收录期刊
英国INSPEC数据库（SA）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测

敖敏思, 朱建军, 胡友健, 曾云, 刘亚东

文章导航 > 武汉大学学报 ● 信息科学版 > 2015 > 40(1): 117-120+127

敖敏思, 朱建军, 胡友健, 曾云, 刘亚东. 利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(1): 117-120+127.

引用本文:

敖敏思, 朱建军, 胡友健, 曾云, 刘亚东. 利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(1): 117-120+127.

Ao Minsi, Zhu Jianjun, Hu Youjian, Zeng Yun, Liu Yadong. Comparative Experiments on Soil Moisture Monitoring with GPS SNR Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(1): 117-120+127.

Citation:

Ao Minsi, Zhu Jianjun, Hu Youjian, Zeng Yun, Liu Yadong. Comparative Experiments on Soil Moisture Monitoring with GPS SNR Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(1): 117-120+127.

利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测

¹中南大学地球科与信息物理学院湖南长沙 410083;²中国地质大学信息工程学院湖北武汉 430074

基金项目: 国家863计划资助项目2012AA121301 国家973计划资助项目2013CB73303 国家自然科学基金资助项目41371335

详细信息

作者简介:
敖敏思博士主要从事GNSS和工NSAR技术及其地学应用研究

中图分类号: P228

Comparative Experiments on Soil Moisture Monitoring with GPS SNR Observations

¹School of Geosciences and Info-physics Central South University Changsha 410083 China;²School of Information and Engineering China University of Geosciences Wuhan 430074 China

摘要: 利用GPS信噪比(SNR)观测值监测土壤湿度变化可克服传统手段破坏观测对象、数据难以同化、时空分辨率受限等缺点,但同时也存在测量区域不明确、卫星与波段选择缺少相应依据、多径延迟相位与土壤湿度之间相关性的定量数值描述函数与模型亟待建立等问题。本文通过引入菲涅尔反射区域,结合仿真和实测土壤湿度数据、GPS观测值开展对比实验对上述问题进行研究。实验过程及结果表明,采用SNR观测值能有效跟踪土壤湿度的变化趋势,最大有效测量范围约45m,利用指数函数能较好地描述SNR多径延迟相位与土壤湿度之间的关系。同时,选择高级卫星和记录L2C观测值,有利于获得更准确的结果。
- 全球定位系统 /
- 信噪比 /
- 土壤湿度 /
- 多径反射
Abstract: Using the SNR observations from geodetic UPS receiver to monitoring the soil moisture is a new method，which does not suffer from destruction of observed soils，difficult data assimilation and time-spatial resolution limits. However，there are issues need to be solved such as uncertain measuring area，selection rules of parameter as wavelength and satellites，and construction of relationshipmodel between the relative delay phase and soil water content. To solve these problems，the Fresnel zone theory is introduced，and two comparative experiments based on simulated and measured soil moisture are carried out. The process and results of experiments show that the remarkable correlation，which can be described well by exponential function，does exist between the relative delay phase and soil moisture. The maximal effective monitoring distance is within about 45 meters. Meanwhile，selection of an advanced satellites and recording of L2C can increasingly improve the quality of SNR and lead to more reliable results.
- global positioning system /
- signal-to-noise ratio /
- soil moisture /
- multipath reflection

[1]	布金伟, 左小清, 金立新, 常军. BDS/QZSS及其组合系统在中国和日本及周边地区的定位性能评估 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(4): 574-585, 611. doi: 10.13203/j.whugis20180228
[2]	李豪, 顾勇为, 韩松辉. 基于信噪比检验的双截断奇异值估计 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(2): 228-232, 239. doi: 10.13203/j.whugis20170051
[3]	吴凯, 舒红, 聂磊, 焦振航. 一种遥感土壤湿度误差空间协方差的估算方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(5): 751-757. doi: 10.13203/j.whugis20170133
[4]	郑南山, 丰秋林, 刘晨, 周晓敏. GPS反射信号信噪比与NDVI相关性研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(10): 1423-1429. doi: 10.13203/j.whugis20180046
[5]	吴继忠, 王天, 吴玮. 利用GPS-IR监测土壤含水量的反演模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(6): 887-892. doi: 10.13203/j.whugis20160088
[6]	刘英, 吴立新, 岳辉. 基于梯度结构相似度的矿区土壤湿度空间分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(1): 87-93. doi: 10.13203/j.whugis20160216
[7]	梁勇, 杨磊, 吴秋兰, 洪学宝, 汉牟田, 杨东凯. 地表粗糙度影响下的GNSS-R土壤湿度反演仿真分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(10): 1546-1552. doi: 10.13203/j.whugis20160557
[8]	敖敏思, 朱建军, 胡友健, 叶险峰. 利用窗口GPS多径干涉相位反演土壤湿度 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(9): 1328-1332, 1341. doi: 10.13203/j.whugis20160246
[9]	王冰, 隋立芬, 王威, 马成. GPS/陀螺组合测姿中整周模糊度的快速解算 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(1): 128-133.
[10]	黄雄华, 王宏霞, 蒋伟贞, 崔更申. 利用抖动量化和信噪比的自适应鲁棒音频盲水印算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 121-125.
[11]	张荞, 孙晓兵, 洪津, 龚忠清. 土壤湿度的偏振反演模型与实验 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(6): 708-712.
[12]	李伟强, 杨东凯, 李明里, 张其善. 面向遥感的GNSS反射信号接收处理系统及实验 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(10): 1204-1208.
[13]	章勇勤, 艾勇, 吴敏渊, 马攀. 基于纹理特征的图像恢复 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(1): 102-105.
[14]	姜卫平, 邹璇. 精密GPS定位中大气模型误差的研究与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(11): 1106-1109.
[15]	吴雨航, 陈秀万, 吴才聪. 利用信噪比削弱多路径误差的方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(8): 842-845.
[16]	邵永社, 陈鹰, 李晶. 一种基于小波系数相关性的图像降噪方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2005, 30(9): 771-774.
[17]	李德仁, 陈小明, 郭丙轩, 仲思东. 车载GPS道路信息采集和更新系统研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(2): 95-99.
[18]	刘良明, 李德仁. 基于辅助数据的遥感干旱分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1999, 24(4): 300-305.
[19]	陈永奇, Adam Chrzanowski. 模拟GPS精密测量系统误差的若干问题 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1994, 19(4): 310-314.
[20]	李德仁. 自检校平差中过度参数化的克服 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1986, 11(3): 95-104.

点击查看大图

计量

文章访问数: 1217
HTML全文浏览量: 60
PDF下载量: 558
被引次数: 0

利用SNR观测值进行GPS土壤湿度监测

¹中南大学地球科与信息物理学院湖南长沙 410083;²中国地质大学信息工程学院湖北武汉 430074

基金项目: 国家863计划资助项目2012AA121301 国家973计划资助项目2013CB73303 国家自然科学基金资助项目41371335

作者简介:
敖敏思博士主要从事GNSS和工NSAR技术及其地学应用研究

收稿日期: 2013-05-23
刊出日期: 2015-01-05

中图分类号: P228

关键词:

全球定位系统 /

信噪比 /

土壤湿度 /

多径反射

摘要: 利用GPS信噪比(SNR)观测值监测土壤湿度变化可克服传统手段破坏观测对象、数据难以同化、时空分辨率受限等缺点,但同时也存在测量区域不明确、卫星与波段选择缺少相应依据、多径延迟相位与土壤湿度之间相关性的定量数值描述函数与模型亟待建立等问题。本文通过引入菲涅尔反射区域,结合仿真和实测土壤湿度数据、GPS观测值开展对比实验对上述问题进行研究。实验过程及结果表明,采用SNR观测值能有效跟踪土壤湿度的变化趋势,最大有效测量范围约45m,利用指数函数能较好地描述SNR多径延迟相位与土壤湿度之间的关系。同时,选择高级卫星和记录L2C观测值,有利于获得更准确的结果。