倾斜地球同步轨道SAR卫星星载GNSS定轨分析

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作者 杨鹏 王振兴 +2 位作者 田晓彬 郑世贵 黄勇 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2305-2315,共11页

随着高轨卫星的广泛应用,其轨道精度需求越来越高。本文基于星载GNSS测量,仿真分析了位于倾斜地球同步轨道的SAR卫星定轨精度。结果表明,在满足信号可见性的条件下,IGSO卫星可见GPS+BDS导航星数平均约20颗,PDOP值在1~2之间;利用星载GNS... 随着高轨卫星的广泛应用,其轨道精度需求越来越高。本文基于星载GNSS测量,仿真分析了位于倾斜地球同步轨道的SAR卫星定轨精度。结果表明,在满足信号可见性的条件下,IGSO卫星可见GPS+BDS导航星数平均约20颗,PDOP值在1~2之间;利用星载GNSS伪距/载波相位测量值可以得到优于1 m的高轨SAR卫星定轨精度,高阶勒让德误差波动小于10 mm;太阳辐射压摄动对轨道影响较大,10^(-8)m·s^(-2)量级的模型误差最大可使定轨精度降低一个量级。 展开更多

关键词 高轨卫星 星载gnss IGSO SAR卫星 精密定轨

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静止气象卫星测定轨技术发展综述 被引量：4

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作者 鲁文强 毛维娜 +1 位作者 黄勇 裘奕 《国外电子测量技术》 北大核心 2021年第4期47-52,共6页

测定轨系统是静止气象卫星系统的重要组成部分,首先描述了静止气象卫星的特点,随后针对目前各国静止气象卫星的发展历史以及采用的测定轨技术发展状况进行了梳理总结,分析得知,新一代的静止气象卫星测定轨系统已由传统的地基测距逐渐向... 测定轨系统是静止气象卫星系统的重要组成部分,首先描述了静止气象卫星的特点,随后针对目前各国静止气象卫星的发展历史以及采用的测定轨技术发展状况进行了梳理总结,分析得知,新一代的静止气象卫星测定轨系统已由传统的地基测距逐渐向天基如全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)测定轨等多种新技术发展,最后从跟踪类型等方面对已有的精密测定轨技术进行归纳与分类,提出了适合中国风云静止气象卫星的测定轨技术。 展开更多

关键词 FY-4A 静止气象卫星 测定轨技术 星载gnss

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星载GNSS-R海面风速反演方法研究 被引量：15

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作者 杨东凯 刘毅 王峰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期462-469,共8页

星载GNSS-R因其时延-多普勒相关功率(DDM)波形对风速的敏感性较低,采用理论与实测波形匹配的方法所得风速精度较差。针对这一问题,该文采用一种直接建立相关功率值与风速之间联系的方法获取风速信息。基于相关功率模型对散射功率进行了... 星载GNSS-R因其时延-多普勒相关功率(DDM)波形对风速的敏感性较低,采用理论与实测波形匹配的方法所得风速精度较差。针对这一问题,该文采用一种直接建立相关功率值与风速之间联系的方法获取风速信息。基于相关功率模型对散射功率进行了归一化修正及其简化处理,利用UK TDS-1卫星试验数据和散射计(ASCAT)同比观测风速分别建立归一化散射功率及其简化式与海面风速之间的经验模型。与ASCAT观测风速对比结果表明:在0~20 m/s的风速范围内,采用归一化散射功率反演风速的均方根误差为2.11 m/s;两种方法的反演精度相近,简化修正方式避免了复杂的积分运算更适用于实时处理。 展开更多

关键词 星载gnss-R 海面风速 TDS-1 经验模型

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利用星载GNSS-R相干信号探测南亚洪水 被引量：8

4

作者 刘奇 张双成 +1 位作者 南阳 马中民 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1641-1648,共8页

洪水监测不仅在防洪减灾中发挥着重要作用,而且对了解洪水的时空演变以及洪灾的预报、预警具有重大的实际意义。全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)测量的出现为洪水监测提供了一种新的解... 洪水监测不仅在防洪减灾中发挥着重要作用,而且对了解洪水的时空演变以及洪灾的预报、预警具有重大的实际意义。全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)测量的出现为洪水监测提供了一种新的解决方案。首先介绍了一种基于旋风全球导航卫星系统(cyclone global navigation satellite system,CYGNSS)原始计数时延多普勒图(delay-Doppler map,DDM)的相干信号探测方法;然后利用星载GNSS-R信号对洪水的敏感性,分析了南亚洪水发生前后的空间范围和时间序列变化;最后与地表反射率监测洪水的方法进行比较分析。结果表明,在旱季,两种方法与土壤湿度主被动探测卫星(soil moisture active passive,SMAP)的监测范围基本相似;而在雨季,地表反射率的探测范围比SMAP卫星探测范围约大6.69%,功率比的探测范围比SMAP卫星约小3.6%。因此,所提方法比地表反射率更加准确,且该方法无需考虑地表特征等对非相干散射功率的影响,是一种简单有效的洪水探测方法。 展开更多

关键词 旋风全球导航卫星系统 相干信号 洪水探测 土壤湿度主被动探测卫星 星载gnss-R

原文传递

应用卷积神经网络VGG16的星载GNSS-R海冰检测 被引量：1

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作者 胡媛 华曦帆 +1 位作者 刘卫 江志豪 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第2期28-35,共8页

针对全球卫星导航系统反射计(global navigation satellite system-reflection,GNSS-R)海冰检测中延迟-多普勒图(delay-Doppler map,DDM)数据噪声大、消融期精度低等问题,提出将VGG16卷积神经网络模型应用于海冰检测。通过深层的网络结... 针对全球卫星导航系统反射计(global navigation satellite system-reflection,GNSS-R)海冰检测中延迟-多普勒图(delay-Doppler map,DDM)数据噪声大、消融期精度低等问题,提出将VGG16卷积神经网络模型应用于海冰检测。通过深层的网络结构提取DDM多层次特征进行海冰海水分类,以提高海冰检测的精度和稳定性。实验结果表明,与美国国家海洋和大气管理局地表类型数据对比,所提出的基于VGG16海冰检测方法检测准确率为98.02%,有效提升了海冰检测的准确率和稳定性。 展开更多

关键词 海冰遥感 海冰检测 星载gnss-R 卷积神经网络 延迟-多普勒图 NOAA

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星载GNSS-R镜面点及空间路径初始化新方法

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作者 宋敏峰 何秀凤 +1 位作者 王笑蕾 李伟强 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期131-138,共8页

利用全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)信号进行对地观测存在镜面点及空间路径初始化误差大的问题,由此提出了一种高效的星载多模GNSS-R镜面点及空间几何路径计算初始化新方法。基于大量... 利用全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R)信号进行对地观测存在镜面点及空间路径初始化误差大的问题,由此提出了一种高效的星载多模GNSS-R镜面点及空间几何路径计算初始化新方法。基于大量仿真的星载GNSS-R反射事件,采用多项式对固定轨道条件下反射事件地心角和真实镜面点在直射信号路径上投影点至两颗卫星的距离比值进行建模,进一步拟合该模型系数与不同GNSS卫星轨道高度的变化趋势,得到参数系数随GNSS轨道高度的变化模型,从而建立新初始化方法。基于多系统多轨道的GNSS-R仿真数据实验表明,所提方法的初始化精度相对于已有方法从数百甚至1000 km提高至5 km左右;同时对比实验也表明,该模型可使得主流的迭代方法计算效率在掠射观测时提高79.1%。 展开更多

关键词 星载gnss-R 初始化方法 镜面点 空间路径

原文传递

GNSS-R海面风速反演技术研究 被引量：4

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作者 刘原华 何孟然 牛新亮 《全球定位系统》 CSCD 2020年第2期55-59,共5页

利用全球卫星导航系统反射信号技术(GNSS-R)反演海面风速时,得到的双基雷达横截面积由于几何因素的影响不能直接用来反演风速.针对这一问题,对功率校准后的数据进行几何校正,在分析全球卫星导航系统(GNSS)海面反射信号特征的基础上,分... 利用全球卫星导航系统反射信号技术(GNSS-R)反演海面风速时,得到的双基雷达横截面积由于几何因素的影响不能直接用来反演风速.针对这一问题,对功率校准后的数据进行几何校正,在分析全球卫星导航系统(GNSS)海面反射信号特征的基础上,分析了几何因素对风速反演的影响,对双基雷达横截面积和有效散射区域进行校正,得到相应反射点的反射信号功率;最后对所求得的反射信号参数进行仿真验证.实验结果表明,海面风速反演的均方根误差为2.61 m/s,反演风速与真实风速的相关系数为0.57,校正后的归一化双基雷达横截面积能够有效地反演海面风速. 展开更多

关键词 gnss-R 风速反演 双基雷达横截面积 几何校正

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“吉林一号”宽幅01B卫星GNSS-R数据风速反演研究

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作者 王峰 李建强 +2 位作者 杨东凯 郑琦 李峰辉 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期56-67,共12页

为了初步分析和评估“吉林一号”宽幅01B卫星全球导航卫星系统反射(global navigation satellite systemreflectometry,GNSS-R)测量数据反演海面风速的有效性和可用性,建立未标定时延多普勒相关功率峰值信噪比、归一化时延波形前沿斜率... 为了初步分析和评估“吉林一号”宽幅01B卫星全球导航卫星系统反射(global navigation satellite systemreflectometry,GNSS-R)测量数据反演海面风速的有效性和可用性,建立未标定时延多普勒相关功率峰值信噪比、归一化时延波形前沿斜率和后沿斜率反演海面风速的模型,得到了反演模型反演风速与ECMWF(European Centre for MediumRange Weather Forecasts)风速的均方根误差。当无严格数据质量控制和数据定标时,时延-多普勒图(delay-Doppler map,DDM)的峰值信噪比、时延波形前沿和后沿斜率的反演风速的均方根误差分别为3.22 m/s、3.67 m/s和3.49 m/s。当控制信噪比大于-6 dB时,DDM峰值信噪比反演的风速的均方根误差满足低风速反演精度2 m/s的需求,但数据量下降为无严格数据质量控制的78.11%;对于前沿和后沿斜率,当信噪比大于-3 dB时,均方根误差小于2 m/s,数据量下降至53.74%。结果表明“,吉林一号”宽幅01B卫星的GNSS-R数据可用于海面风速的测量。 展开更多

关键词 “吉林一号”宽幅01B卫星 星载gnss-R 海面风速反演 时延-多普勒图

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基于CART决策树的星载GNSS-R海冰检测方法 被引量：4

9

作者 邵连军 胡磊 +1 位作者 李冰 方乐 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第1期70-74,共5页

针对星载GNSS-R海冰检测中阈值选取的问题,基于DDM观测数据提取4个敏感特征参数,构建特征参数组合,采用CART决策树方法,通过与实际观测数据训练,构建了GNSS-R海冰检测决策树模型,利用北极附近海域的TDS-1卫星观测数据进行海冰检测计算,... 针对星载GNSS-R海冰检测中阈值选取的问题,基于DDM观测数据提取4个敏感特征参数,构建特征参数组合,采用CART决策树方法,通过与实际观测数据训练,构建了GNSS-R海冰检测决策树模型,利用北极附近海域的TDS-1卫星观测数据进行海冰检测计算,通过与实际观测数据比对验证,结果表明检测成功率为98.86%,初步说明了该算法的有效性。该算法能够解决星载GNSS-R海冰检测中阈值确定问题,可为业务化应用奠定基础。 展开更多

关键词 海冰遥感 星载gnss-R CART决策树 延时多普勒波形 特征参数

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基于CYGNSS数据的星载GNSS-R水体分布探测方法研究 被引量：2

10

作者 汪俊涛 朱勇超 +2 位作者 高飞 李江洋 陶庭叶 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第8期777-782,共6页

利用CYGNSS(cyclone global navigation satellite system)采集的GNSS卫星反射信号,提出一种基于星载GNSS-R的水体分布探测方法。首先对CYGNSS低轨卫星星座采集的GNSS反射信号进行处理,获取地表反射率数据;再按0.01°×0.01
... 利用CYGNSS(cyclone global navigation satellite system)采集的GNSS卫星反射信号,提出一种基于星载GNSS-R的水体分布探测方法。首先对CYGNSS低轨卫星星座采集的GNSS反射信号进行处理,获取地表反射率数据;再按0.01°×0.01°的空间分辨率将研究区划分为格网,剔除异常值和无效值后,利用区域均值算法重新计算各格网的反射率,并利用格网样本方差和标准差作为衡量指标,采用随机游走图像分割算法进行水体分布探测;最后利用本文提出的方法分析刚果盆地的水体分布情况,并利用MODIS数据对结果进行评估。结果表明,星载GNSS-R具有较强的水体分布探测能力,进一步拓展了GNSS-R的应用场景。 展开更多

关键词 CYgnss 地表反射率 水体探测 星载gnss-R 时延多普勒图

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基于SoC的星载微型GNSS接收机设计 被引量：2

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作者 夏俊 岳富占 +2 位作者 董启甲 赵诣 王烁 《电子设计工程》 2015年第23期110-112,115,共4页

针对皮纳型卫星对星载GNSS接收机小型化、低功耗以及低成本的要求,提出采用片上系统(SoC)技术完成星载微型GNSS接收机的设计。在该设计中,基带信号的捕获、跟踪与定位解算等全部在SoC内完成,具有集成度高与系统灵活性高等优势。将设计... 针对皮纳型卫星对星载GNSS接收机小型化、低功耗以及低成本的要求,提出采用片上系统(SoC)技术完成星载微型GNSS接收机的设计。在该设计中,基带信号的捕获、跟踪与定位解算等全部在SoC内完成,具有集成度高与系统灵活性高等优势。将设计的原理样机与国外几款星载微型GNSS接收机性能参数进行对比,结果表明,该星载微型GNSS接收机原理样机重约45 g,尺寸100×60×10 mm,功耗约3 W,兼容处理GPS L1/L2、BDS B1/B2信号能力,可完成双模单频、单模双频、双模双频等多种模式的灵活配置,综合性能要优于现有的几款星载微型GNSS接收机。 展开更多

关键词 皮纳型卫星 星载gnss接收机 片上系统 软硬件协同设计

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一种基于星载GNSS接收机的高轨卫星自主导航滤波算法 被引量：2

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作者 张蓬 杨克元 +1 位作者 王延光 蒙艳松 《空间电子技术》 2020年第3期43-50,共8页

星载GNSS接收机在低轨卫星自主导航和精密定轨等应用领域已经显示了高精度、高自主性、不依赖地面支持等技术优势。对于高轨卫星应用,星载GNSS接收机面临一些新的挑战。由于需要接收来自地球另外一侧的GNSS旁瓣信号,使得用户等效测距误... 星载GNSS接收机在低轨卫星自主导航和精密定轨等应用领域已经显示了高精度、高自主性、不依赖地面支持等技术优势。对于高轨卫星应用,星载GNSS接收机面临一些新的挑战。由于需要接收来自地球另外一侧的GNSS旁瓣信号,使得用户等效测距误差和几何分布因子恶化,引起标准定位性能下降。特别的,对于只能使用GNSS广播星历的实时自主导航应用,GNSS广播星历引入了非白噪声特性的用户测距误差。其难以被经典的EKF滤波方法平滑,限制了自主导航定位精度。文章研究一种基于星载GNSS接收机的高轨卫星自主导航滤波算法,该算法使用增强扩展卡尔曼滤波器(Augmented EKF)融合轨道动力学模型与GNSS观测数据,并对GNSS广播星历引入的系统性误差进行动态估计以削弱其对最终导航定位的影响。最后,通过仿真平台进行了算法验证。仿真结果显示,使用单GPS可在GEO轨道达到优于10米(3D RMS)的导航定位精度。文章提出的方法达到与国际先进产品同等精度,可用于高轨卫星高精度自主导航。 展开更多

关键词 星载gnss接收机 高轨卫星 导航滤波 AEKF

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星载GNSS-R天线波束指向算法研究 被引量：1

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作者 杜璞玉 周勃 秦瑾 《无线电工程》 2016年第3期45-48,共4页

利用GNSS反射信号进行遥感探测,已成为国内外遥感和导航技术领域研究热点之一。星载GNSS-R遥感探测的几何关系和相控阵天线的波束指向算法更加复杂,对算法精度和实时性的要求更高。基于星载GNSS-R应用,给出了星载GNSS-R相控阵天线波束... 利用GNSS反射信号进行遥感探测,已成为国内外遥感和导航技术领域研究热点之一。星载GNSS-R遥感探测的几何关系和相控阵天线的波束指向算法更加复杂,对算法精度和实时性的要求更高。基于星载GNSS-R应用,给出了星载GNSS-R相控阵天线波束指向算法,对比了2种计算波束指向角的方法,并通过Matlab与STK联合仿真分析说明,使用探测仪速度和位置矢量进行波束角计算的方法,具有更高的精度,且实时性满足要求,适用于星载应用。 展开更多

关键词 星载gnss-R 波束指向算法 波束角计算 速度位置矢量法

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星载GNSS海洋反射信号建模与仿真

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作者 王峰 杨东凯 +2 位作者 张波 李博闻 张国栋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期419-429,共11页

星载GNSS反射信号建模与仿真对GNSS反射信号正逆问题的研究及接收机算法和性能的评估非常重要。从几何、信号和信息的角度建立了星载GNSS反射信号分层建模方法。详细论述了星载GNSS反射信号的双基几何关系,建立了海风、涌浪和降雨驱动... 星载GNSS反射信号建模与仿真对GNSS反射信号正逆问题的研究及接收机算法和性能的评估非常重要。从几何、信号和信息的角度建立了星载GNSS反射信号分层建模方法。详细论述了星载GNSS反射信号的双基几何关系,建立了海风、涌浪和降雨驱动的线性组合海浪谱,并基于此计算了GNSS反射信号双基散射系数,基于各散射单元独立散射的假设推导了反射信号模型,通过仿真产生了星载GNSS反射信号及时延-多普勒相关功率,并与UK TDS-1卫星实测相关功率进行了对比分析。结果显示,通过先产生反射信号后处理得到的相关功率和直接端对端产生的相关功率与UK TDS-1卫星实测的相关功率的余弦相似度分别为0.97和0.94,所提架构和方法可正确对星载GNSS反射信号进行建模和仿真。同时,通过所建平台分析了涌浪和降雨形成的海浪谱对星载GNSS反射信号的影响。结果发现,涌浪主要影响低风速探测而对高风速无影响,降雨对星载GNSS反射信号无明显影响。 展开更多

关键词 星载gnss反射信号 双基几何关系 双基散射 建模与仿真 时延-多普勒图

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