顾及植被含水量校正的GNSS-R土壤湿度反演方法研究
发布时间：2020-12-24 10:02
土壤湿度是一个表征土壤特性的重要变量,对研究生态系统的水循环、农作物生长情况和天气预测等都有着重大意义。传统的土壤湿度探测方式连续性差,检测周期长,无法实现大面积的土壤湿度探测,而GNSS卫星发射的L波段电磁波信号具有全天候、穿透性强和廉价易得等优点,且反射信号对土壤湿度变化非常敏感,因此基于GNSS反射信号的微波遥感技术成为地表植被、土壤湿度等陆基参数反演的监测手段之一。然而目前利用GNSS信号进行土壤湿度反演的研究大部分是基于裸土地面,并未考虑到地表植被对土壤含水量的影响。本文针对植被覆盖下的土壤湿度监测问题,研究了一种顾及植被含水量校正的GNSS-R土壤湿度反演模型方法。并通过实验验证了该模型的精度和有效性。主要研究内容如下:（1）总结了GNSS-R反演土壤湿度的基本原理方法,包括反射信号的电磁波反射特性、极化方式、有效和最大探测区域等,分析了多路径效应和信噪比观测值的物理特征,构建了利用GNSS反射信号SNR值的相位、振幅等特征参数进行土壤湿度、植被水含量等陆表参数反演方法。（2）研究了利用SNR观测值监测地表植被生长和含水量的变化,分析了植被含水量与GNSS信噪比观测值振幅之...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北斗导航系统
2GNSS-R信号特征9源。截止2020年4月，北斗第54颗卫星已经发射升空，已经由亚太区域覆盖实现全球范围覆盖，预计今年将全面建设完成北斗导航系统。以上三种GNSS系统是在中国地区应用最为广泛的，它们都可以为导航服务、环境监测、抗震减灾等方面提供大量的信号源。虽然是三套独立的系统，但是在信号发射功率、极化方式、信号发射频率等方面都是相似的，表2-1列出了3个不同系统的不同类型卫星和信号特征。其中GNSS-R技术所需要的信号源是来源于L波段，这也为GNSS-R技术的研究带来了方便。2.2GNSS信号特征（GNSSSignalCharacteristics）2.2.1GPS卫星信号结构GPS是GNSS系统的先驱者，也是目前为止全球使用最广泛的导航系统。因此，本章选择GPS卫星的信号特征进行研究。GPS卫星采用直接序列扩频调制技术，从空间卫星端向地面发射PSK调制波，包括两种测距码(C/A码和P码)以及导航电文，利用卫星的频率综合器可以产生系统所需要的各种频率。图2-2总结了GPS卫星信号成分和它们所对应的频率。图2-2GPS卫星信号构成Figure2-2GPSsatellitesignalcompositionGPS系统的L波段分为L1和L2两个波段，两种载波对应波长分别为1=19.03cm和2=24.42cm，频率间隔是347.82MHz，利用两个载波的不同组合方式可以消除掉由电离层误差提高定位精度。（1）C/A码测距码目前包括粗码C/A码(Coarse/Acquisition)和精码P码(Precise)，它们均属于伪随机码，由M序列发生器产生。C/A码是用于分址、搜捕卫星信号和粗测距。C/A码是具有一定抗干扰能力的明码，可以提供给民用。它是由两个10级反馈移位寄存器相结合而产生的。两个移位寄存器于每星期日子夜零时，
硕士学位论文10在置“1”脉冲的作用下全部处于“1”状态，同时在1.023MHz时钟的驱动下，两个移位寄存器分别产生两个伪随机码序列G1(t)和G2(t)[80]，可以用公式表示为：021tGttitGG（2-1）由于2G(t)的码元共有1023位，故G2(t)可能有1023种平移等价序列，这1023种平移等价序列与G1(t)模2相加，可能产生1023种m序列，这些不同结构的伪随机码，称为一组C/A码。C/A码的各特征值如表2-2所示：表2-2卫星C/A码各参数Table2-2SatelliteC/Acodeparameters码长N1023bit码元宽度t=1/f0.97752μs周期T1ms数码率/1.023Mbit/s（2）P码P码是用于精密测距的伪随机码，其产生的基本原理与C/A码相似。其中P码是由两个码长相素的子码1X和2X模2的和组合成的复合码。利用公式表示如下：pitPtntXX21)(（2-2）式中：in——2X的延迟参数，为0-36之间的整数；p——P码的码元宽度。图2-3P码产生框图Figure2-3Pcodegenerationblockdiagram
本文编号：2935456
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北斗导航系统
2GNSS-R信号特征9源。截止2020年4月，北斗第54颗卫星已经发射升空，已经由亚太区域覆盖实现全球范围覆盖，预计今年将全面建设完成北斗导航系统。以上三种GNSS系统是在中国地区应用最为广泛的，它们都可以为导航服务、环境监测、抗震减灾等方面提供大量的信号源。虽然是三套独立的系统，但是在信号发射功率、极化方式、信号发射频率等方面都是相似的，表2-1列出了3个不同系统的不同类型卫星和信号特征。其中GNSS-R技术所需要的信号源是来源于L波段，这也为GNSS-R技术的研究带来了方便。2.2GNSS信号特征（GNSSSignalCharacteristics）2.2.1GPS卫星信号结构GPS是GNSS系统的先驱者，也是目前为止全球使用最广泛的导航系统。因此，本章选择GPS卫星的信号特征进行研究。GPS卫星采用直接序列扩频调制技术，从空间卫星端向地面发射PSK调制波，包括两种测距码(C/A码和P码)以及导航电文，利用卫星的频率综合器可以产生系统所需要的各种频率。图2-2总结了GPS卫星信号成分和它们所对应的频率。图2-2GPS卫星信号构成Figure2-2GPSsatellitesignalcompositionGPS系统的L波段分为L1和L2两个波段，两种载波对应波长分别为1=19.03cm和2=24.42cm，频率间隔是347.82MHz，利用两个载波的不同组合方式可以消除掉由电离层误差提高定位精度。（1）C/A码测距码目前包括粗码C/A码(Coarse/Acquisition)和精码P码(Precise)，它们均属于伪随机码，由M序列发生器产生。C/A码是用于分址、搜捕卫星信号和粗测距。C/A码是具有一定抗干扰能力的明码，可以提供给民用。它是由两个10级反馈移位寄存器相结合而产生的。两个移位寄存器于每星期日子夜零时，
硕士学位论文10在置“1”脉冲的作用下全部处于“1”状态，同时在1.023MHz时钟的驱动下，两个移位寄存器分别产生两个伪随机码序列G1(t)和G2(t)[80]，可以用公式表示为：021tGttitGG（2-1）由于2G(t)的码元共有1023位，故G2(t)可能有1023种平移等价序列，这1023种平移等价序列与G1(t)模2相加，可能产生1023种m序列，这些不同结构的伪随机码，称为一组C/A码。C/A码的各特征值如表2-2所示：表2-2卫星C/A码各参数Table2-2SatelliteC/Acodeparameters码长N1023bit码元宽度t=1/f0.97752μs周期T1ms数码率/1.023Mbit/s（2）P码P码是用于精密测距的伪随机码，其产生的基本原理与C/A码相似。其中P码是由两个码长相素的子码1X和2X模2的和组合成的复合码。利用公式表示如下：pitPtntXX21)(（2-2）式中：in——2X的延迟参数，为0-36之间的整数；p——P码的码元宽度。图2-3P码产生框图Figure2-3Pcodegenerationblockdiagram
本文编号：2935456
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/2935456.html
