土壤濕度是一個表征土壤特性的重要變量,對研究生態(tài)系統(tǒng)的水循環(huán)、農(nóng)作物生長情況和天氣預(yù)測等都有著重大意義。傳統(tǒng)的土壤濕度探測方式連續(xù)性差,檢測周期長,無法實現(xiàn)大面積的土壤濕度探測,而GNSS衛(wèi)星發(fā)射的L波段電磁波信號具有全天候、穿透性強(qiáng)和廉價易得等優(yōu)點,且反射信號對土壤濕度變化非常敏感,因此基于GNSS反射信號的微波遙感技術(shù)成為地表植被、土壤濕度等陸基參數(shù)反演的監(jiān)測手段之一。然而目前利用GNSS信號進(jìn)行土壤濕度反演的研究大部分是基于裸土地面,并未考慮到地表植被對土壤含水量的影響。本文針對植被覆蓋下的土壤濕度監(jiān)測問題,研究了一種顧及植被含水量校正的GNSS-R土壤濕度反演模型方法。并通過實驗驗證了該模型的精度和有效性。主要研究內(nèi)容如下:（1）總結(jié)了GNSS-R反演土壤濕度的基本原理方法,包括反射信號的電磁波反射特性、極化方式、有效和最大探測區(qū)域等,分析了多路徑效應(yīng)和信噪比觀測值的物理特征,構(gòu)建了利用GNSS反射信號SNR值的相位、振幅等特征參數(shù)進(jìn)行土壤濕度、植被水含量等陸表參數(shù)反演方法。（2）研究了利用SNR觀測值監(jiān)測地表植被生長和含水量的變化,分析了植被含水量與GNSS信噪比觀測值振幅之... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)

2GNSS-R信號特征9源。截止2020年4月，北斗第54顆衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射升空，已經(jīng)由亞太區(qū)域覆蓋實現(xiàn)全球范圍覆蓋，預(yù)計今年將全面建設(shè)完成北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。以上三種GNSS系統(tǒng)是在中國地區(qū)應(yīng)用最為廣泛的，它們都可以為導(dǎo)航服務(wù)、環(huán)境監(jiān)測、抗震減災(zāi)等方面提供大量的信號源。雖然是三套獨立的系統(tǒng)，但是在信號發(fā)射功率、極化方式、信號發(fā)射頻率等方面都是相似的，表2-1列出了3個不同系統(tǒng)的不同類型衛(wèi)星和信號特征。其中GNSS-R技術(shù)所需要的信號源是來源于L波段，這也為GNSS-R技術(shù)的研究帶來了方便。2.2GNSS信號特征（GNSSSignalCharacteristics）2.2.1GPS衛(wèi)星信號結(jié)構(gòu)GPS是GNSS系統(tǒng)的先驅(qū)者，也是目前為止全球使用最廣泛的導(dǎo)航系統(tǒng)。因此，本章選擇GPS衛(wèi)星的信號特征進(jìn)行研究。GPS衛(wèi)星采用直接序列擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，從空間衛(wèi)星端向地面發(fā)射PSK調(diào)制波，包括兩種測距碼(C/A碼和P碼)以及導(dǎo)航電文，利用衛(wèi)星的頻率綜合器可以產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的各種頻率。圖2-2總結(jié)了GPS衛(wèi)星信號成分和它們所對應(yīng)的頻率。圖2-2GPS衛(wèi)星信號構(gòu)成Figure2-2GPSsatellitesignalcompositionGPS系統(tǒng)的L波段分為L1和L2兩個波段，兩種載波對應(yīng)波長分別為1=19.03cm和2=24.42cm，頻率間隔是347.82MHz，利用兩個載波的不同組合方式可以消除掉由電離層誤差提高定位精度。（1）C/A碼測距碼目前包括粗碼C/A碼(Coarse/Acquisition)和精碼P碼(Precise)，它們均屬于偽隨機(jī)碼，由M序列發(fā)生器產(chǎn)生。C/A碼是用于分址、搜捕衛(wèi)星信號和粗測距。C/A碼是具有一定抗干擾能力的明碼，可以提供給民用。它是由兩個10級反饋移位寄存器相結(jié)合而產(chǎn)生的。兩個移位寄存器于每星期日子夜零時，

碩士學(xué)位論文10在置“1”脈沖的作用下全部處于“1”狀態(tài)，同時在1.023MHz時鐘的驅(qū)動下，兩個移位寄存器分別產(chǎn)生兩個偽隨機(jī)碼序列G1(t)和G2(t)[80]，可以用公式表示為：021tGttitGG（2-1）由于2G(t)的碼元共有1023位，故G2(t)可能有1023種平移等價序列，這1023種平移等價序列與G1(t)模2相加，可能產(chǎn)生1023種m序列，這些不同結(jié)構(gòu)的偽隨機(jī)碼，稱為一組C/A碼。C/A碼的各特征值如表2-2所示：表2-2衛(wèi)星C/A碼各參數(shù)Table2-2SatelliteC/Acodeparameters碼長N1023bit碼元寬度t=1/f0.97752μs周期T1ms數(shù)碼率/1.023Mbit/s（2）P碼P碼是用于精密測距的偽隨機(jī)碼，其產(chǎn)生的基本原理與C/A碼相似。其中P碼是由兩個碼長相素的子碼1X和2X模2的和組合成的復(fù)合碼。利用公式表示如下：pitPtntXX21)(（2-2）式中：in——2X的延遲參數(shù)，為0-36之間的整數(shù)；p——P碼的碼元寬度。圖2-3P碼產(chǎn)生框圖Figure2-3Pcodegenerationblockdiagram


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