GNSS信号土壤衰减模型的试验验证方法

发布时间：2021-01-05 17:34

　　GNSS（global navigation satellite system）信号在土壤中的衰减情况对于研究GNSS反射信号的有效遥感深度具有重要意义。本文通过试验研究了北斗信号与GPS（global positioning system）信号在土壤中的衰减情况。在试验设计上将GNSS天线置入土壤中并不断改变天线上方的土壤厚度与湿度以采集GNSS信号的功率衰减数据,最后利用这些数据反演土壤湿度以对GNSS信号土壤衰减模型进行验证。试验结果表明,土壤能够使GNSS信号发生明显的衰减。土壤的湿度值与厚度值越大,GNSS信号功率衰减越严重。在黏土土质,土壤湿度为0.15～0.30 cm³/cm³的情况下,当土壤厚度达到21 cm时,GNSS信号功率已衰减至无法被GNSS接收机测出。进一步根据GNSS信号衰减模型反演土壤湿度,结果显示,模型在土壤厚度大于等于10 cm、卫星仰角高于50°的情况下较为精确,此时利用北斗B1信号与GPS L1信号反演土壤湿度的均方根误差分别小于0.04 cm³/cm³与0.0... 

【文章来源】：测绘学报. 2020,49(09)北大核心

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【部分图文】：

GNSS信号土壤衰减模型的应用场景

GNSS信号衰减试验选择在北京市通州区的一处农田进行(图3),试验周期为2019-03-23—2019-06-26。试验中使用两套相同硬件配置的GNSS接收机组成测量GNSS信号衰减的测量系统,包括两台相同型号的GNSS接收机,两支型号相同的GNSS碟形天线,两根型号相同长度相同的天线馈线。采用相同硬件配置的目的是尽可能地减少测量系统本身引入的系统误差。为了方便改变土壤厚度,试验中使用对GNSS信号影响较小的塑料编织袋盛放土壤,塑料编织袋直径约150 cm。按照图1所示的场景布置GNSS天线,即将一只GNSS天线(设为GNSS天线1)固定在编织袋外部的土壤表面,一只GNSS天线(设为GNSS天线2)固定在塑料编织袋的底部中间位置。两只天线的距离应足够远以保证两只天线都落在对方的远场区域,从而减少GNSS天线之间的互扰。两只GNSS天线分别独立连接至两台GNSS接收机,并设置两台接收机的测量频率为1 Hz,测量结果以Rinex标准文件的形式存储在接收机中。

试验现场

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用GPS-IR监测土壤湿度的多星线性回归反演模型[J]. 梁月吉,任超,黄仪邦,潘亚龙,张志刚.  测绘学报. 2020(07)
[2]Solar Radiation Pressure Modeling and Application of BDS Satellites[J]. Qiuli CHEN,Hui YANG,Zhonggui CHEN,Haihong WANG,Chen WANG.  Journal of Geodesy and Geoinformation Science. 2020(02)



本文编号：2959028