【摘要】：近年來,世界沿海地區(qū)國家受海嘯的影響造成了巨大的損失。由于全球變暖導(dǎo)致極地冰川融化引起了海平面上升,而海平面的上升加劇風(fēng)暴潮的強度以及頻次的增多,這導(dǎo)致我國沿海地區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全受到了嚴(yán)重的威脅。因此,簡單有效的實時海平面監(jiān)測顯得尤為重要。利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射信號(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)來進行實時監(jiān)測是較為先進的方法之一。GNSS-R是一種利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellite system,GNSS)衛(wèi)星反射信號獲得反射表面物理特性的技術(shù),其技術(shù)可通過幅度,波形,相位以及頻率等參數(shù)來改變來實現(xiàn)。GNSSR技術(shù)以其本身所具備的覆蓋范圍廣、信號源廣泛以及相對低成本等獨特優(yōu)勢引起了海內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,并被廣泛應(yīng)用于海面測高等研究中。國內(nèi)外目前主要使用碼測高、相位測高和信噪比(signal-to noise rate,SNR)觀測值測高等方式來研究GNSS-R海面測高。本文簡要介紹了幾種測高方式。模型與設(shè)備都相對簡單的碼測高,碼測高使用的是GPS衛(wèi)星信號的C/A碼,然而由于C/A碼本身長度的限制,碼測高的準(zhǔn)確性相對較低。而相位測高則是在數(shù)據(jù)上要求相對較高,因此其測高精度相對較高。而GNSS-R單天線SNR測高由于設(shè)置簡單、無需特殊定制反射信號天線和接收機等優(yōu)點逐漸成為GNSS-R測高領(lǐng)域的研究熱點。針對當(dāng)前利用SNR數(shù)據(jù)反演海面高度的方法比較單一且有一定的局限性的問題,提出了使用小波分析的方法進行岸基GNSS單天線潮位高度反演�；谳d波和SNR觀測量的測高方法的內(nèi)在聯(lián)系,本團隊在中國浙江大洋山進行實驗,進行長時間衛(wèi)星信號監(jiān)測,對處理后獲得的GNSS-R信號的SNR數(shù)據(jù)進行小波變換分析,提取出天線到海面的垂直高度。同時小波去噪可以處理復(fù)雜環(huán)境下含噪聲源的信號。實驗結(jié)果表明基于單天線GNSS-R信號SNR的測高方法能夠有效的反演出潮位高度,其測高精度能夠達到分米級。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.簡單介紹了衛(wèi)星信號的捕獲與跟蹤。以及目前主要的GNSS測高方法。在本文中著重介紹了SNR測高,本文將著手介紹利用GNSS-R的SNR信號進行小波變換反演出海面的潮位高度。2.通過對小波變換的原理進行分析表明,小波變換中各個參數(shù)的重要性以及本文中小波參數(shù)的選用及其選用原因,同時增加了小波去噪的步驟,從而提高了小波變換反演海面潮位高度的精度。3.本實驗團隊有用相似衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行LSP分析反演海面高度的經(jīng)驗,且精度相對較高達到了分米級精度。在利用小波變換反演潮位高度長期監(jiān)測海面情況之前,先對小波變換反演潮位高度的可靠性進行分析,結(jié)果表明小波變換反演海面高度具有較高的可靠性和可行性。4.在驗證了小波變換反演潮汐高度的可靠性之后,在浙江大洋山進行了長時間的海面高度監(jiān)測。在實驗過程中收集了對應(yīng)海域的風(fēng)速數(shù)據(jù)用來分析接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的天氣環(huán)境,實現(xiàn)了對海面環(huán)境的長期監(jiān)測。
【圖文】：

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文到的 GPS，，北斗相結(jié)合的雙系統(tǒng)進行了闡述，幾種方法進行了分析，包括了碼測高、相位測法之后選擇了 SNR 測高方式，并建立了相應(yīng)驗獲取到 GNSS 信號，提取出其反射信號的出天線到海面的距離，設(shè)置相應(yīng)的門限值去劣天氣而無法反演出海面高度的 SNR 數(shù)據(jù)進過小波去噪后的 SNR 數(shù)據(jù)進行小波變換分析高度反演值。

圖 2-1 反射信號軟件接收機并行捕獲算法g. 2-1 Schematic diagram of a generic software receiver parallel capture algorithmreflected signals 2-1 顯示了本文中使用的通用軟件接收機并行捕獲算法的主要結(jié)構(gòu)程，只有信號強度達到相關(guān)值門限值的設(shè)定才能被順利的捕獲到。下衛(wèi)星信號捕獲成功的結(jié)果圖，只有高于們門限值的綠色標(biāo)記的衛(wèi)星。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN967.1;TN820

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本文編號：2675197