本文關(guān)鍵詞：基于GNSS反射信號的海面風場反演方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：GNSS-R遙感探測技術(shù)以它獨有的優(yōu)勢在海面風場、海冰探測、空中目標探測、陸地土壤濕度等遙感領(lǐng)域應(yīng)用中快速發(fā)展,我國北斗系統(tǒng)的不斷完善也使得此技術(shù)在國內(nèi)被逐步推廣應(yīng)用。岸基接收機加北斗GEO衛(wèi)星的條件下,可為近海海面相關(guān)參數(shù)探測提供穩(wěn)定的散射幾何關(guān)系。但由于岸基條件下,較低的接收機高度使得接收天線的覆蓋區(qū)域小,衛(wèi)星反射信號有效時延范圍小,功率譜中有效數(shù)據(jù)量有限,給岸基反演海面風速帶來一定的難度。本文對岸基條件下基于我國北斗衛(wèi)星反射信號的海面風速探測方法進行了探索與研究,主要包括以下工作：1、分析了北斗衛(wèi)星信號結(jié)構(gòu)、組成、調(diào)制方式、B1頻段1支路普通測距碼的生成及其相關(guān)特性、直射與反射信號的相關(guān)函數(shù)形式；并數(shù)值仿真分析了等延遲區(qū)的大小及接收機高度對第一等延遲區(qū)的影響。2、分析了岸基條件下北斗反射信號反演風速的幾何關(guān)系,散射信號區(qū)域,并數(shù)值仿真了天線覆蓋區(qū)大小隨衛(wèi)星高度角及接收機高度的變化,指出岸基條件下由于接收機的高度限制,功率譜有效時延范圍小,有效數(shù)據(jù)少的局限。仿真分析了海水介電常數(shù)、衛(wèi)星高度角對海面菲涅爾反射系數(shù)的影響,以及風場反演的相關(guān)數(shù)學模型,包括海浪譜模型、電磁散射模型和散射信號相關(guān)功率模型。3、為了充分利用有限時延內(nèi)的有效數(shù)據(jù),提出利用超過閩值的功率譜面積作為反射信號特征參數(shù)；根據(jù)數(shù)據(jù)特點,提出以功率譜最大峰值為基準進行閾值設(shè)定,以不同閾值下的相關(guān)系數(shù)為依據(jù)進行閾值選取；通過分析功率譜面積、風速、有效波高的關(guān)系,提出了以有效波高為過渡反演參量,利用功率譜面積間接反演海面風速的方法,并利用實際數(shù)據(jù)驗證了此間接方法的可行性。4、由于海面風速探測周期一般為1h,則假設(shè)短時間內(nèi)風速不變是合理的,在此假設(shè)下,探究了短時間內(nèi)功率譜峰值的變化情況；在對功率譜峰值的隨機性及統(tǒng)計特性進行具體分析后,提出利用功率譜峰值的統(tǒng)計特性參數(shù)直接反演海面風速的方法,并利用實際數(shù)據(jù)驗證了此直接方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：GNSS-R 海面風速 閾值 間接反演 峰值統(tǒng)計特性 直接反演
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P228.4;P714.2
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 GNSS反射信號簡介15-19
• 1.1.1 GNSS系統(tǒng)15-18
• 1.1.2 GNSS-R技術(shù)18-19
• 1.2 研究課題的提出背景與意義19
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢19-21
• 1.3.1 國外研究19-21
• 1.3.2 國內(nèi)研究21
• 1.4 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點21-25
• 第二章 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)概述25-37
• 2.1 導(dǎo)航系統(tǒng)組成25-26
• 2.2 北斗信號特點26-31
• 2.2.1 北斗信號結(jié)構(gòu)26
• 2.2.2 偽碼生成及仿真結(jié)果26-29
• 2.2.3 北斗信號調(diào)制方式29-31
• 2.3 直射信號相關(guān)函數(shù)31
• 2.4 反射信號相關(guān)函數(shù)31-36
• 2.4.1 二維相關(guān)函數(shù)31-33
• 2.4.2 等延遲區(qū)及仿真結(jié)果33-35
• 2.4.3 等多普勒區(qū)35-36
• 2.5 本章總結(jié)36-37
• 第三章 北斗反射信號岸基風速探測分析37-53
• 3.1 岸基條件下的幾何關(guān)系37-38
• 3.1.1 鏡面反射點的定義37-38
• 3.1.2 岸基條件下海面反射信號的幾何關(guān)系38
• 3.2 天線覆蓋區(qū)計算38-40
• 3.3 菲涅爾反射系數(shù)40-44
• 3.3.1 散射概述40-41
• 3.3.2 海水介電常數(shù)41-42
• 3.3.3 菲涅爾反射系數(shù)42-44
• 3.4 相關(guān)數(shù)學模型44-49
• 3.4.1 海浪譜模型44-46
• 3.4.2 電磁散射模型46-48
• 3.4.3 散射信號相關(guān)功率模型48-49
• 3.5 幾種風速探測的方法49-51
• 3.5.1 基于功率譜波形后沿匹配的方法49-50
• 3.5.2 基于功率譜波形后沿斜率的方法50
• 3.5.3 其他反演方法50-51
• 3.6 本章總結(jié)51-53
• 第四章 基于時延功率譜面積的間接風速探測模型建立53-73
• 4.1 信號的接收與處理53-55
• 4.1.1 直射信號處理53-54
• 4.1.2 反射信號處理54-55
• 4.2 反射信號一維時延功率譜分析55-57
• 4.2.1 接收機輸出數(shù)據(jù)格式55-56
• 4.2.2 反射信號一維時延功率譜56-57
• 4.2.3 岸基條件下有效時延范圍57
• 4.3 功率譜面積57-61
• 4.3.1 功率譜面積定義57-58
• 4.3.2 功率譜面積與風速58-59
• 4.3.3 功率譜面積與有效波高59-60
• 4.3.4 風速與有效波高60-61
• 4.4 基于時延功率譜面積的間接風速探測算法61-66
• 4.4.1 數(shù)據(jù)處理62-63
• 4.4.2 閾值選取63-64
• 4.4.3 經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒?/span>64-66
• 4.5 岸基試驗概述及算法驗證66-72
• 4.5.1 威海岸基試驗環(huán)境66-68
• 4.5.2 間接風速反演算法驗證68-72
• 4.6 本章總結(jié)72-73
• 第五章 基于峰值統(tǒng)計特性的直接風速探測模型建立73-85
• 5.1 岸基反射信號相關(guān)功率譜峰值73-74
• 5.2 功率譜峰值的統(tǒng)計特性分析74-79
• 5.2.1 幾何關(guān)系分析74-75
• 5.2.2 功率譜峰值的隨機性75-76
• 5.2.3 功率譜峰值的統(tǒng)計特性76-79
• 5.3 基于峰值統(tǒng)計特性的直接風速探測模型79-83
• 5.3.1 數(shù)據(jù)處理79-80
• 5.3.2 經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒?/span>80-82
• 5.3.3 試驗數(shù)據(jù)驗證82-83
• 5.4 本章總結(jié)83-85
• 第六章 結(jié)論與展望85-87
• 6.1 論文研究成果85-86
• 6.2 進一步的規(guī)劃展望86-87
• 參考文獻87-91
• 致謝91-93
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文93-95
• 作者與導(dǎo)師簡介95-97
• 碩士研究生學位論文答辯委員會決議書97-98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 李穎;朱雪瑗;曹妍;劉丙新;楊勇虎;;GNSS-R海洋遙感監(jiān)測技術(shù)綜述[J];海洋通報;2015年02期

3 謝小剛;曾大治;龍騰;張磊;;北斗GEO衛(wèi)星用戶算法的改進方法[J];國防科技大學學報;2014年01期

4 楊元喜;李金龍;王愛兵;徐君毅;何海波;郭海榮;申俊飛;戴弦;;北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本導(dǎo)航定位性能初步評估[J];中國科學:地球科學;2014年01期

5 劉天e，

本文編號：269839