遥感数据与土壤湿度反演的方法研究

发布时间：2020-11-01 09:17

　　 土壤湿度作为全球大气环境变化的主要原因之一,一直受到各领域的广泛关注。尤其是土壤学领域。土壤湿度不仅关系着农作物的生长发育,还掌握着农田水管理、产量估计以及旱情预警等方面的重要信息。开展大规模的土壤湿度试验研究,是国情的需要,也是发展的必然要求。全球导航卫星系统反射信号(Global Navigation Satellite System-Reflection,GNSS-R)包含了地面土壤的物理信息。本论文中根据当前理论研究成果和试验条件,计划并开展了有关GNSS-R技术测量土壤湿度的试验。整个研究过程包括四个方面:(1)设计新型的延迟映射软件接收机获取直射、反射信号的相关功率值,以及自主开发水分仪采集单点土壤湿度数据;(2)探讨以归一化功率作为指示因子表现信号的相关值变化的有效性;(3)找到合适的反演模型并结合试验数据分析反演效果;(4)考虑反演过程中对精度影响较大的因素并给出解决方案。通过对比处理结果和水分仪的测量数据,证明设计的延迟映射软件接收机利用双通道分开处理模式可有效获取卫星的直射与反射信号;将反射率做归一化处理,同时根据不同的环境选择合适的湿度模型有利于提高反演精度,其研究成果可应用于土壤湿度的进一步研究及其他领域研究中。
【学位单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S152.71;S127
【部分图文】：

图 2-1 DMR 软件接收机的结构图是接收信号的设备。上天线，即 RHCP 天线，架设于卫星发射的直射信号；下天线，即 LHCP 天线，架设于捕捉地面的反射信号。因为是相互独立地进行信号

图 2-2 单通道接收信号过程示意图如图 2-2 所示，输入信号经过射频前端下变频后获得了中频信号ntermediate Frequency，IF）。接收该 IF 信号需要经过搜索捕获和跟个步骤。每次搜索是将某颗卫星的输入信号与本地信号进行相关计根据相关结果判定该卫星是否“可视”，整个过程需要遍历 32 颗

GNSS 反射信号测试中，往往将 GPS 接收机的反射信 GPS 导航信号GPSυ 当作地表反射率soilυ 的值，也称归一化况，接收机不会架设的太高，一般为 1~4 米。卫星的距离距离，发射的电磁波传播路程长，可认为获取的直射信号入射信号（即到达土地表面的直射信号）等价。以这一假为 GPS 接收机捕捉的直达信号功率dP 与目标接收到的 GP率iP 无异，GPS 接收机捕捉的反射信号功率rP 则与目标土号功率sP 类似；则有如式（3-1）的归一化等式，需要说明目标反射率又称即地表反射率soilυ[46]。isdrGPSobjPPPPυ = υ==一化功率建模
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本文编号：2865328