基於GNSS-R的衛星高度計精密標定關鍵技術研究

《基於GNSS-R的衛星高度計精密標定關鍵技術研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由許厚澤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於GNSS-R的衛星高度計精密標定關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：許厚澤
• 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院

項目摘要

GNSS-R海洋測高技術的發展為獲取高精度、高時空解析度的海面高信息、為衛星高度計精密標定和定量研究全球氣候變化提了一種全新的技術手段。相比傳統衛星高度計標定方法，利用GNSS-R測高技術，可以實現區域海面高的網形採樣觀測，由其觀測結果計算的區域海面平均高度，與衛星高度計星下點足跡內實際海面平均高度，更加近似；克服了傳統高度計標定中，海平面高的點採樣與衛星高度計觀測區域面平均的矛盾。本項目研究圍繞衛星高度計精確標定這一主題，突破傳統高度計定標方法理論及數據處理方法的局限，深入開展GNSS-R 測高測量機理的研究；通過對GNSS 直接信號和海面反射信號間的時間延遲和相關函式波形及其後沿特性進行分析，建立一套適用的岸基GNSS-R 測高算法模型；利用GNSS 精密星座和豐富的海洋反射信息，開展GNSS-R 測高相關誤差特徵分析；研究基於GNSS-R 測高的衛星高度計精密標定方案。

結題摘要

鑒於GNSS-R觀測有低成本、低功耗、多信號源和寬覆蓋等特點，高精度GNSS-R測高可有效提升水面高度測量觀測的時空解析度和精度。項目研究提出了利用載波相位觀測值進行逐曆元GNSS-R測高算法，包括單差和雙差方法，測高精度為3-4cm；並提出了利用載波相位寬巷組合觀測量的方法來計算整周模糊度，寬巷組合中的整周模糊度更易確定,測高精度與單獨處理L1或者L2數據結果精度相當；利用外接原子鐘的方法來消除接收機鐘差項的影響，提高測高精度至1cm。利用美國PBO網路SC02 GPS觀測站海面SNR數據，反演了海水面高。將SC02的測高反演結果與附近驗潮站結果相比，結果顯示：RMS為17cm，相關係數為0.98。提出了GNSS±R測高的概念，利用武漢東湖清河橋高高度角的GNSS-R（載波相位）測高以及低高度角的GNSS+R（SNR）測高結果，說明了結合這兩種方式的GPS驗潮站測量的優勢。研究討論了GNSS-R測高對海潮反演的影響。利用模擬的站基GNSS-R測高數據，利用球諧分析法得到了部分分潮的振幅和相位，與驗潮站獨立觀測結果進行驗證，相對於傳統衛星測高，星載GNSS-R測高具有較高的時空解析度，在反演海潮時，不僅有助於較小周期海潮的反演，還可以減弱潮汐混頻現象。