多系统单频紧组合GNSS-R测高方法

作     者：邓垦 周佩元 杜兰 蔡巍 DENG Ken;ZHOU Peiyuan;DU Lan;CAI Wei

作者机构：信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 77120部队四川成都610000 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 西安测绘总站陕西西安710054 

出 版 物：《武汉大学学报（信息科学版）》 (Geomatics and Information Science of Wuhan University)

年 卷 期：2024年第49卷第1期

页      面：146-155页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 

基　　金：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室开放基金(SKLGED2023-3-5) 国家自然科学基金(42204041) 

主　　题：GNSS反射测量 差分系统间偏差 反射信号 多系统紧组合 

摘      要：全球卫星导航系统反射测量(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)技术可以同时接收导航卫星直射信号和来自水面的反射信号,进而利用伪距、载波相位和信噪比信息实现高时空分辨率的水面高度反演。由于岸基设备特别是单频设备在部分受限环境中观测量不足,导致基于载波相位处理的GNSS-R实时测高性能降低,因此提出了一种利用GNSS重叠频率B1C/L1/E1信号的紧组合模型以提升单频GNSS-R的测高性能。首先,从天线极化方式的角度对差分系统间偏差(differential inter-system bias,DISB)进行评估和分析。结果表明,对于左圆极化天线和右圆极化天线组成的短基线,在使用同型号接收机时可以忽略DISB的影响。然后,基于实测北斗三号卫星导航系统/全球定位系统(global positioning system,GPS)/伽利略(Galileo)系统数据评估了多系统紧组合模型下的GNSS-R测高性能。实验结果表明,相比于松组合模型,多系统紧组合模型能够显著减少安装环境对设备的限制,特别是在单系统反射信号观测量不足4个的条件下,紧组合模型GNSS-R水面高度反演在保证厘米级精度的条件下成功率仍高达约94%,从而有效提升恶劣观测条件下GNSS-R测高性能。