發(fā)布時(shí)間：2021-11-05 12:22

　　利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射干涉遙感技術(shù)（GPS-Interferometric Reflectometry,GPS-IR）可實(shí)現(xiàn)地表環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測�；谌�?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)多徑反射信號(hào)與積雪深度之間的關(guān)系,針對目前已有研究較少的考慮多星融合對反演效果的影響,提出一種基于多元線性回歸的多星融合積雪深度反演模型。為了驗(yàn)證算法的可靠性,利用美國PBO觀測網(wǎng)絡(luò)中的P101測站連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行雪深反演研究。研究和實(shí)驗(yàn)表明:反演結(jié)果與積雪深度參考值具有顯著相關(guān)性;多星融合能夠有效綜合各單顆衛(wèi)星的反演性能,相關(guān)系數(shù)均大于0.940,相比單星提高了13.6%;RMSE和MAE均小于0.08和0.165。 

【文章來源】：遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2020,35(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

GPS多路徑效應(yīng)

采用的GPS觀測數(shù)據(jù)來源于美國地球透鏡（Earthscope）計(jì)劃中的板塊邊界觀測網(wǎng)（Plate Boundary Observatory,PBO）項(xiàng)目[17]，本文采用P101測站的2017年1～103年積日103 d時(shí)間段的GPS觀測數(shù)據(jù)。P101站位于美國的西部猶他州Randolph地區(qū)，經(jīng)緯度為111.236°W,41.692°N，海拔高度為201 6.1 m，周圍植被類型為低矮植被，測站天線垂直高2 m，每年被積雪覆蓋的時(shí)間達(dá)100 d左右，很早就開展雪深反演實(shí)驗(yàn)，能夠連續(xù)接收質(zhì)量較好的L2載波信號(hào)，采樣率為15 s。P101站的接收機(jī)類型為TRIMBLE NETRS，天線類型為TRM29659.00，整流罩類型為SCIT。當(dāng)衛(wèi)星高度角在5°～20°范圍內(nèi)，SNR受衛(wèi)星多路徑效應(yīng)影響明顯，有利于開展積雪深度的反演研究[18]。首先對SNR觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化將信噪比的單位由d B-Hz轉(zhuǎn)換為volts，利用低階多項(xiàng)式擬合去除衛(wèi)星直射信號(hào)。對P101測站，PRN32號(hào)衛(wèi)星去趨勢化后SNR反射殘差序列和頻譜分析的結(jié)果如圖4所示。左側(cè)的兩張圖分別是第38天和97天SNR殘差隨高度角正弦值的變化圖，右側(cè)的兩張圖分別對應(yīng)左側(cè)的頻譜分析結(jié)果�？梢�，隨著積雪深度的變化，SNR殘差變化的周期也呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化。進(jìn)一步對比可以看出，隨著積雪變厚，SNR殘差序列的周期也越來越大。限于篇幅，僅給出部分衛(wèi)星年積日1～103天連續(xù)估算雪深結(jié)果與雪深參考值之間的關(guān)系，如圖5所示。

由圖5可知，積雪深度的變化引起各衛(wèi)星多路徑反射面與天線中心之間的垂直有效距離的變化，由于衛(wèi)星反射面方位角的差異，各衛(wèi)星的垂直距離均呈現(xiàn)出不同程度的變化，這與衛(wèi)星的性能和不同時(shí)間段的多路徑效應(yīng)差異有關(guān)。反演積雪深度與雪深參考值之間的線性相關(guān)系數(shù)R2如圖6所示�？梢�，13顆衛(wèi)星相關(guān)系數(shù)R2均在0.5以上，兩者之間具有顯著的線性相關(guān)度。不同衛(wèi)星的R2均不一樣，部分衛(wèi)星精度較差。因此，單星反演積雪深度在未知雪深條件下，無法有效選取衛(wèi)星進(jìn)行積雪深度的高精度反演。如果能夠通過某種方法將多顆衛(wèi)星反演結(jié)果進(jìn)行有效組合，將更有利于積雪深度的反演。圖5 各衛(wèi)星估算結(jié)果與雪深參考值關(guān)系圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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