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

同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析

陈亮宇 安家春 王泽民 柳景斌 屈小川

陈亮宇, 安家春, 王泽民, 柳景斌, 屈小川. 同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210710
引用本文: 陈亮宇, 安家春, 王泽民, 柳景斌, 屈小川. 同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210710
CHEN Liangyu, AN Jiachun, WANG Zemin, LIU Jingbin, QU Xiaochuan. Assessment of GNSS-IR-based snow-depth retrievals using observations from different receivers with the same antenna[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210710
Citation: CHEN Liangyu, AN Jiachun, WANG Zemin, LIU Jingbin, QU Xiaochuan. Assessment of GNSS-IR-based snow-depth retrievals using observations from different receivers with the same antenna[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210710

同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析

doi: 10.13203/j.whugis20210710
基金项目: 

国家自然科学基金(42171141,41941010)资助

详细信息
    作者简介:

    陈亮宇,硕士研究生,主要从事卫星导航定位研究。2017301610339@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P237

Assessment of GNSS-IR-based snow-depth retrievals using observations from different receivers with the same antenna

Funds: 

The National Natural Science Foundation of China (42171141,41941010).

  • 摘要: 近年来兴起的GNSS干涉遥感技术(GNSS-interferometry reflectometry,GNSS-IR)利用测量型GNSS接收机即可获取反射面信息,具有信号源丰富、采样率高等优势,被广泛应用于雪深、潮位、土壤湿度、海面风场、海冰探测、地表形变监测等领域的研究。然而,GNSS接收机会对接收信号进行多路径抑制,反射信号将会被削弱甚至剔除,这无疑会降低GNSS-IR技术的精度。为了探讨GNSS-IR反演中不同接收机、不同频点的影响,本文借鉴了零基线模式,在中国北极黄河站设计了GNSS-IR雪深反演实验,定量研究了接收机性能对雪深反演精度的影响。首先,在站上布设了和芯星通接收机和天宝接收机,并通过功分器共用同一个天线,这样可以获得反射面完全相同的多接收机、多频点观测值。然后,对两台接收机在三个频段下的日均反演结果进行比较以便验证反演策略的有效性,并通过单次反演结果对比分析讨论不同接收机反演效果的差异。结果表明,多个接收机、多个频点都能成功反演雪深值,其偏差基本上在3cm以内。但是,尽管反射面完全相同,两个接收机之间、三个频点之间的雪深反演仍然存在一定差异,尤其在积雪变化迅速的时段这种差异更大,这也意味着在高精度的GNSS-IR反演中不能忽略接收机性能的影响。
  • [1] Roussel N, Ramillien G, Frappart F, et al.Sea Level Monitoring and Sea State Estimate Using a Single Geodetic Receiver[J].Remote Sensing of Environment, 2015, 171:261-277
    [2] Larson K M, Small E E, Gutmann E, et al.Using GPS Multipath to Measure Soil Moisture Fluctuations:Initial Results[J].GPS Solutions, 2008, 12(3):173-177
    [3] Wan W, Bai W H, Zhao L M, et al.Initial Results of China's GNSS-R Airborne Campaign:Soil Moisture Retrievals[J].Science Bulletin, 2015, 60(10):964-971
    [4] Martin-Neira M, Colmenarejo P, Ruffini G, et al.Altimetry Precision of 1 Cm over a Pond Using the Wide-Lane Carrier Phase of GPS Reflected Signals[J].Canadian Journal of Remote Sensing, 2002, 28(3):394-403
    [5] Larson K M, Gutmann E D, Zavorotny V U, et al.Can we Measure Snow Depth with GPS Receivers?[J].Geophysical Research Letters, 2009, 36(17)
    [6] Larson K M, Nievinski F G.GPS Snow Sensing:Results from the EarthScope Plate Boundary Observatory[J].GPS Solutions, 2013, 17(1):41-52
    [7] Larson K M.GPS Interferometric Reflectometry:Applications to Surface Soil Moisture, Snow Depth, and Vegetation Water Content in the Western United States[J].WIREs Water, 2016, 3(6):775-787
    [8] Zhou W, Liu L L, Huang L K, et al.A New GPS SNR-Based Combination Approach for Land Surface Snow Depth Monitoring[J].Scientific Reports, 2019, 9:3814
    [9] Tabibi S, Nievinski F G, Dam T V, et al.Assessment of Modernized GPS L5 SNR for Ground-Based Multipath Reflectometry Applications[J].Advances in Space Research, 2015, 55(4):1104-1116
    [10] Qian X D, Jin S G.Estimation of Snow Depth from GLONASS SNR and Phase-Based Multipath Reflectometry[J].IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2016, 9(10):4817-4823
    [11] Löfgren J S, Haas R.Sea Level Measurements Using Multi-Frequency GPS and GLONASS Observations[J].EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 2014, 2014(1):50
    [12] Irsigler M, Eissfeller B.Comparison of Multipath Mitigation Techniques with Consideration of Future Signal Structures[C]//Proceedings of the 16th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GPS/GNSS 2003), Portland, OR, September 2003, pp.2584-2592
    [13] van Dierendonck A J, Fenton P, Ford T.Theory and Performance of Narrow Correlator Spacing in a GPS Receiver[J].Navigation, 1992, 39(3):265-283
    [14] Garin L, Rousseau J.Enhanced Strobe Correlator Multipath Rejection for Code&Carrier[C]//Proceedings of the 10th International Technical, kansas city mo, Kansas City MO, 1997
    [15] Jones J., Fenton P., Smith B.."Theory and Performance of the Pulse Aperture Correlator" NovAtel Inc., 2004.
    [16] Van Nee R.Multipath Effects on GPS Code Phase Measurements[J].Navigation, 1992
    [17] Unicore Communications, Inc.UMDM[EB/OL].[2022-1-22] https://en.unicorecomm.com/about/technology
    [18] Trimble Inc.Advanced Multipath Mitigation[EB/OL].(2020-12-4)[2022-1-22] https://oemgnss.trimble.com/technologies/advanced-multipath-mitigation
    [19] Trimble Navigation Limited.A New Level of Accuracy for Differential GPS Mapping Applications using EVEREST Multipath Rejection Technology[R].https://www.d3e.fr/pdf/everest.pdf
  • [1] 邓攀, 王泽民, 安家春, 张辛, 于秋则, 孙伟.  利用小波分解的GNSS-R雪厚反演改进算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20190181
    [2] 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, doi: 10.13203/j.whugis20180228
    [3] 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, doi: 10.13203/j.whugis20170051
    [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, 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, doi: 10.13203/j.whugis20160088
    [6] 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, doi: 10.13203/j.whugis20160246
    [7] 张双成, 戴凯阳, 南阳, 张勤, 瞿伟, 李振宇, 赵迎辉.  GNSS-MR技术用于雪深探测的初步研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20150236
    [8] 张胜军, 金涛勇, 褚永海, 孔祥雪.  Cryosat-2数据的大地水准面分辨能力研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140829
    [9] 郭杰, 归庆明, 郭淑妹, 张宁.  利用复共线性诊断确定偏差矫正项的截断型岭估计 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20130465
    [10] 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 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [11] 顾勇为, 归庆明, 韩松辉, 王靳辉.  航空重力向下延拓分组修正的正则化解法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [12] 张小红, 丁乐乐.  北斗二代观测值质量分析及随机模型精化 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [13] 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,
    [14] 张提升, 郑建生, 章红平, 严昆仑.  GNSS接收机晶振参数对载波相位测量的影响分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [15] 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,
    [16] 张飞舟, 杨东凯, 陈嘉, 杨伯钢.  GNSS软件接收机的实现与测试分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [17] 李伟强, 张其善, 杨东凯.  GNSS软件接收机中信号捕获新算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [18] 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,
    [19] 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,
    [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,
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  93
  • HTML全文浏览量:  16
  • PDF下载量:  6
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-21

同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析

doi: 10.13203/j.whugis20210710
    基金项目:

    国家自然科学基金(42171141,41941010)资助

    作者简介:

    陈亮宇,硕士研究生,主要从事卫星导航定位研究。2017301610339@whu.edu.cn

  • 中图分类号: P237

摘要: 近年来兴起的GNSS干涉遥感技术(GNSS-interferometry reflectometry,GNSS-IR)利用测量型GNSS接收机即可获取反射面信息,具有信号源丰富、采样率高等优势,被广泛应用于雪深、潮位、土壤湿度、海面风场、海冰探测、地表形变监测等领域的研究。然而,GNSS接收机会对接收信号进行多路径抑制,反射信号将会被削弱甚至剔除,这无疑会降低GNSS-IR技术的精度。为了探讨GNSS-IR反演中不同接收机、不同频点的影响,本文借鉴了零基线模式,在中国北极黄河站设计了GNSS-IR雪深反演实验,定量研究了接收机性能对雪深反演精度的影响。首先,在站上布设了和芯星通接收机和天宝接收机,并通过功分器共用同一个天线,这样可以获得反射面完全相同的多接收机、多频点观测值。然后,对两台接收机在三个频段下的日均反演结果进行比较以便验证反演策略的有效性,并通过单次反演结果对比分析讨论不同接收机反演效果的差异。结果表明,多个接收机、多个频点都能成功反演雪深值,其偏差基本上在3cm以内。但是,尽管反射面完全相同,两个接收机之间、三个频点之间的雪深反演仍然存在一定差异,尤其在积雪变化迅速的时段这种差异更大,这也意味着在高精度的GNSS-IR反演中不能忽略接收机性能的影响。

English Abstract

陈亮宇, 安家春, 王泽民, 柳景斌, 屈小川. 同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210710
引用本文: 陈亮宇, 安家春, 王泽民, 柳景斌, 屈小川. 同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210710
CHEN Liangyu, AN Jiachun, WANG Zemin, LIU Jingbin, QU Xiaochuan. Assessment of GNSS-IR-based snow-depth retrievals using observations from different receivers with the same antenna[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210710
Citation: CHEN Liangyu, AN Jiachun, WANG Zemin, LIU Jingbin, QU Xiaochuan. Assessment of GNSS-IR-based snow-depth retrievals using observations from different receivers with the same antenna[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210710
参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回