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直反信号协同的GNSS-R BSAR距离多普勒成像算法

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北京航空航天大学学报 2023年第3期49卷 588-596页

作者：吴世玉杨东凯王峰苗铎北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

针对目前基于全球导航卫星系统反射信号的双基地合成孔径雷达(GNSS-R BSAR)在一站固定模式下的大斜视,斜距历程复杂,回波信号方位空变导致回波信号难以处理的问题,提出改进的距离多普勒成像新算法。所提算法采用GNSS信号作为辐射源,根... 详细信息

针对目前基于全球导航卫星系统反射信号的双基地合成孔径雷达(GNSS-R BSAR)在一站固定模式下的大斜视,斜距历程复杂,回波信号方位空变导致回波信号难以处理的问题,提出改进的距离多普勒成像新算法。所提算法采用GNSS信号作为辐射源,根据一站固定模式下GNSS-R BSAR合成孔径时间长的特点,引入高阶等效斜视距离模型,得到导航卫星与目标斜距相对时间变化的精确描述。先通过直射信号与回波信号时域对消进行距离徙动校正,实现全场景目标距离徙动的精确校正;再通过方位向分块混合相关处理来克服回波信号方位向的移变性质,实现全场景高效精确成像。所提算法的成像效率优于传统后向投影时域(BP)算法,成像精度与BP算法相当,且可根据需要通过调整方位分块的宽度来提升聚焦效果。最后,用GPS-L5信号进行仿真和实验,仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和高效性。

关键词：全球导航卫星系统反射信号双基地合成孔径雷达方位空变处理距离多普勒算法距离徙动校正

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星载GNSS-R检测太湖水华可行性分析

北京航空航天大学学报 2024年第3期50卷 695-705页

作者：张云王雨周绍辉孟婉婷韩彦岭杨树瑚上海海洋大学信息学院上海201306 上海海洋智能信息与导航遥感工程技术研究中心上海201306 上海航天空间技术有限公司上海201109 上海航天电子技术研究所上海201109

星载全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)属于被动遥感技术,具有数据重访周期高、全天时、全天候、信号源丰富等优势。基于此,研究星载GNSS-R检测太湖水华的可行性。星载GNSS-R可以有效检测反射面的粗糙程度,通过使用相干反射表征反射面... 详细信息

星载全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)属于被动遥感技术,具有数据重访周期高、全天时、全天候、信号源丰富等优势。基于此,研究星载GNSS-R检测太湖水华的可行性。星载GNSS-R可以有效检测反射面的粗糙程度,通过使用相干反射表征反射面的粗糙度,研究不同风速区间内相干反射与蓝藻水华的关系。利用2020年4—8月美国气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)数据,计算CYGNSS镜面反射点的时延多普勒图(DDM)功率比。以“哨兵-3”卫星水色遥感仪器(OLCI)影像最大特征峰高度(MPH)算法反演出的太湖叶绿素浓度作为参照,与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的风速产品进行时空间线性匹配,分析发现,在1~2.5 m/s风速区间内,叶绿素浓度达到0.1 mg/L以上时,极易引起镜面反射点发生相干反射,且功率比与叶绿素浓度的相关系数为0.84,具有良好的相关性。实验结果证明了利用星载GNSS-R的功率比及相关特性实现太湖水华检测的可行性。

关键词：气旋全球导航卫星系统全球导航卫星系统反射信号功率比水色遥感仪器最大特征峰高度算法

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基于相位补偿核的GNSS-SAR改进后向投影成像算法

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雷达科学与技术 2024年第3期22卷 326-333,340页

作者：周鹏马明玉张晰张振华张杰中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 北京遥测技术研究所北京100076

在利用全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)的无源合成孔径雷达体制中,目前常采用后向投影算法进行成像处理,但该算法逐点精确聚焦的处理过程使得算法的运算量大。针对上述问题,提出了一种数据分块和构造相位补偿核的改进后向投影算法。... 详细信息

在利用全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)的无源合成孔径雷达体制中,目前常采用后向投影算法进行成像处理,但该算法逐点精确聚焦的处理过程使得算法的运算量大。针对上述问题,提出了一种数据分块和构造相位补偿核的改进后向投影算法。改进算法对回波矩阵进行分块,将目标区域成像网格点的最长延迟距离与最短延迟距离等间隔划分,建立相位补偿核,通过距离向搜索操作得到各网格点的相位补偿结果,在方位向相干叠加形成子图,递归合并得到最终图像。定量分析得出,改进算法可有效降低运算量,同时节省内存。仿真结果验证了所提算法的有效性。

关键词：全球导航卫星系统反射信号合成孔径雷达后向投影算法相位补偿核

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地基GNSS-R雪深测量方法研究进展

测绘标准化 2022年第2期38卷 13-22页

作者：肖星星许盼盼韩雨辰仲臣安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿区环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽普通高校重点实验室安徽淮南232001 东北财经大学辽宁大连116012

积雪深度作为重要的水循环参数指标,通过获取连续均匀的高精度积雪深度数据,可以为气候变化、水资源分析和积雪空间分布等研究提供科学依据。全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术可以自动获取复杂环境下的积雪深度测量数据,填补了气... 详细信息

积雪深度作为重要的水循环参数指标,通过获取连续均匀的高精度积雪深度数据,可以为气候变化、水资源分析和积雪空间分布等研究提供科学依据。全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)技术可以自动获取复杂环境下的积雪深度测量数据,填补了气象站点人工直尺测量的点状测量和卫星遥感大面积测量之间的尺度空白,是一种高效、精确、低投入的雪深数据采集新方法。通过详细介绍GNSS-R积雪深度测量方面的国内外研究进展,对基于SNR观测值的积雪深度测量方法、基于载波相位观测值的积雪深度测量方法、基于C/A码伪距相位观测值的积雪深度测量方法以及将伪距和载波相位观测值组合对积雪深度进行测量的方法进行分析和总结,指出目前GNSS-R雪深测量技术上需要解决的两个主要问题,认为GNSS-R积雪深度测量数据处理最终将走进多方法、多系统和多卫星的数据融合时代。

关键词：全球导航卫星系统反射信号雪深测量信噪比数据融合

一种新型星载GNSS-R系统的地面验证实验

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海洋测绘 2013年第1期33卷 18-21,25页

作者：张勇符养李烨白伟华张训械中国科学院大气物理研究所北京100029 中国科学院研究生院北京100039 北京应用气象研究所北京100029 中国航天恒星科技有限公司北京100086 中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190 中国科学院武汉物理与数学研究所湖北武汉430071

利用全球导航卫星系统的反射信号GNSS-R(global navigation satellite system-reflection)对海洋进行观测,目前已经成为一种新型遥感手段。介绍了一种最新研制的GNSS-R系统,以及使用该系统在北京怀柔水库开展的GNSS-R岸基测高实验。实... 详细信息

利用全球导航卫星系统的反射信号GNSS-R(global navigation satellite system-reflection)对海洋进行观测,目前已经成为一种新型遥感手段。介绍了一种最新研制的GNSS-R系统,以及使用该系统在北京怀柔水库开展的GNSS-R岸基测高实验。实验的目的,是在理想的湖面条件下验证系统的性能和检验测高算法的精度。实验得出:该系统能够在天线各阵元组合情况下实现GPS-R(global position system-reflection)信号的接收和处理;在把反演结果平均到1h后,使用C/A码的测高精度可达分米数量级。

关键词：全球导航卫星系统反射信号岸基测高 GPS C A码