北斗反射信號海冰厚度檢測與海面粗糙度誤差分析
發(fā)布時間：2020-12-04 11:34
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDou Satellite Navigation System,BeiDou System）是我國自建的獨立衛(wèi)星導航系統(tǒng),是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS）的重要組成部分,是我國最重要的空間基礎設施之一。當北斗衛(wèi)星信號傳播到地球表面時,導航信號會與地球表面發(fā)生相互作用產(chǎn)生隨機散射,從而攜帶了反射面的物理信息。根據(jù)北斗衛(wèi)星反射信號的信噪比、偽隨機碼延遲、載波相位和多普勒頻率等信息可以反演地球表面的各物理參數(shù),這種技術(shù)被稱為北斗衛(wèi)星反射信號（BeiDou-R）遙感技術(shù)。海冰是地球冰凍圈的重要組成部分,隨著全球溫室效應加劇,海冰研究受到廣泛關(guān)注。許多方法用于海冰檢測的研究,其中也包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射信號（GNSS-R）遙感技術(shù)。GNSS-R海冰檢測技術(shù)的熱點主要集中在海冰厚度探測和海冰密集度檢測兩個大方向上。而將BeiDou-R海面測高技術(shù)與海冰靜力平衡模型結(jié)合起來反演海冰厚度的方法在國內(nèi)外未見類似研究。岸基BeiDou-R海面測高的誤差源主要來自海面粗糙度,國內(nèi)外很少有學者定性分析海冰表面粗糙度對...
【文章來源】：上海海洋大學上海市
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
北斗反射信號海面厚度檢測技術(shù)路線
圖 2-1 北斗 B1 頻點信號生成原理圖Fig. 2-1 BeiDou B1 Frequency Signal Generation Schematic1 頻段信號可以表示為：1 1 1 1 1 1( ) ( ) ( )cos(2 )j j j jB B I B I B I B IS t A C t D t ft 1 1 1 1 1( ) ( )sin(2 )j j jB Q B Q B Q B Q A C t D t ft 衛(wèi)星號，B 1IA 和B 1QA 分別表示 I、Q 支路上的信號振幅，支路的信號測距碼，B 1ID 和B 1QD 分別表示調(diào)制在 I、Q 支示載波頻率，1jB I 和1jB Q 分別表示 I、Q 支路載波初相的捕獲與跟蹤的衛(wèi)星信號接收機是兼容 GPS 和北斗信號的軟件接收
圖 2-2 軟件接收機工作原理Fig. 2-2 Software Receiver Working Principle Diagram衛(wèi)星信號捕獲的主要目的是識別用戶所有的可見衛(wèi)星，在捕獲過程中必須北斗信號的兩個特性：頻率、碼相位。捕獲的過程就是以搜索頻率和碼相位的進行的。因此，軟件接收機中常用的捕獲方法有三種：包括并行頻率捕獲、并相位捕獲、串行碼相位捕獲。我們使用的軟件接收機采用了并行碼相位捕獲的對衛(wèi)星信號進行捕獲處理。在圖 2-3 展示了并行捕獲算法的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)處理流程，在捕獲處理前需要按的信號強度設置捕獲門限值，只有當衛(wèi)星信號的相關(guān)值超過捕獲門限值時，軟收機才能成功捕獲該衛(wèi)星信號。圖 2-4 是信號捕獲成功的結(jié)果圖。射信號處理反射信號相關(guān)通道計算反射信號參數(shù)估計反射信號載波序列 碼序列多普勒
【參考文獻】：
期刊論文
[1]星載GNSS-R海冰邊界探測方法[J]. 張國棟,郭健,楊東凱,王峰,高洪興. 武漢大學學報(信息科學版). 2019(05)
[2]一種使用衛(wèi)星反射信號探測海冰分布新方法[J]. 朱勇超,鄒進貴,余科根. 武漢大學學報(信息科學版). 2018(10)
[3]基于北斗GEO衛(wèi)星反射信號的渤海海冰檢測[J]. 張云,謝向芳,孟婉婷,楊樹瑚,高強,王煒. 北京航空航天大學學報. 2018(02)
[4]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射測量（GNSS+R）最新進展與應用前景[J]. 金雙根,張勤耘,錢曉東. 測繪學報. 2017(10)
[5]GNSS-R應用于海冰厚度的遙感模擬[J]. 張玄黎,高洪興,楊東凱. 導航定位學報. 2017(03)
[6]基于GNSS衛(wèi)星反射信號的海冰厚度探測[J]. 高洪興,楊東凱,張波,王強,王峰. 電子與信息學報. 2017(05)
[7]2004年以來中國渤海海冰災害時空特征分析[J]. 武浩,夏蕓,許映軍,陶軍,顧衛(wèi),李倩. 自然災害學報. 2016(05)
[8]GNSS-R海冰遙感的模擬和試驗驗證[J]. 尹聰,曹云昌,朱彬,楊東凱,柯福陽,王煒,高強. 華中師范大學學報(自然科學版). 2016(04)
[9]我國海冰災害風險評估和區(qū)劃研究[J]. 袁本坤,曹叢華,江崇波,郭可彩,黎舸,商杰,劉欽政. 災害學. 2016(02)
[10]基于GNSS-R的后續(xù)海冰觀測實驗[J]. 楊明華,曹云昌. 全球定位系統(tǒng). 2014(04)
博士論文
[1]基于衛(wèi)星測高技術(shù)的北極海冰厚度時空變化研究[D]. 季青.武漢大學 2015
[2]海洋災害影響我國近海海洋資源開發(fā)的測度與管理研究[D]. 馮有良.中國海洋大學 2013
碩士論文
[1]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)仿真研究[D]. 鄒佩.西安電子科技大學 2017
[2]基于RFID的圓極化天線的研究[D]. 李靜.西安電子科技大學 2009
本文編號：2897530
【文章來源】：上海海洋大學上海市
【文章頁數(shù)】：63 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
北斗反射信號海面厚度檢測技術(shù)路線
圖 2-1 北斗 B1 頻點信號生成原理圖Fig. 2-1 BeiDou B1 Frequency Signal Generation Schematic1 頻段信號可以表示為：1 1 1 1 1 1( ) ( ) ( )cos(2 )j j j jB B I B I B I B IS t A C t D t ft 1 1 1 1 1( ) ( )sin(2 )j j jB Q B Q B Q B Q A C t D t ft 衛(wèi)星號，B 1IA 和B 1QA 分別表示 I、Q 支路上的信號振幅，支路的信號測距碼，B 1ID 和B 1QD 分別表示調(diào)制在 I、Q 支示載波頻率，1jB I 和1jB Q 分別表示 I、Q 支路載波初相的捕獲與跟蹤的衛(wèi)星信號接收機是兼容 GPS 和北斗信號的軟件接收
圖 2-2 軟件接收機工作原理Fig. 2-2 Software Receiver Working Principle Diagram衛(wèi)星信號捕獲的主要目的是識別用戶所有的可見衛(wèi)星，在捕獲過程中必須北斗信號的兩個特性：頻率、碼相位。捕獲的過程就是以搜索頻率和碼相位的進行的。因此，軟件接收機中常用的捕獲方法有三種：包括并行頻率捕獲、并相位捕獲、串行碼相位捕獲。我們使用的軟件接收機采用了并行碼相位捕獲的對衛(wèi)星信號進行捕獲處理。在圖 2-3 展示了并行捕獲算法的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)處理流程，在捕獲處理前需要按的信號強度設置捕獲門限值，只有當衛(wèi)星信號的相關(guān)值超過捕獲門限值時，軟收機才能成功捕獲該衛(wèi)星信號。圖 2-4 是信號捕獲成功的結(jié)果圖。射信號處理反射信號相關(guān)通道計算反射信號參數(shù)估計反射信號載波序列 碼序列多普勒
【參考文獻】：
期刊論文
[1]星載GNSS-R海冰邊界探測方法[J]. 張國棟,郭健,楊東凱,王峰,高洪興. 武漢大學學報(信息科學版). 2019(05)
[2]一種使用衛(wèi)星反射信號探測海冰分布新方法[J]. 朱勇超,鄒進貴,余科根. 武漢大學學報(信息科學版). 2018(10)
[3]基于北斗GEO衛(wèi)星反射信號的渤海海冰檢測[J]. 張云,謝向芳,孟婉婷,楊樹瑚,高強,王煒. 北京航空航天大學學報. 2018(02)
[4]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射測量（GNSS+R）最新進展與應用前景[J]. 金雙根,張勤耘,錢曉東. 測繪學報. 2017(10)
[5]GNSS-R應用于海冰厚度的遙感模擬[J]. 張玄黎,高洪興,楊東凱. 導航定位學報. 2017(03)
[6]基于GNSS衛(wèi)星反射信號的海冰厚度探測[J]. 高洪興,楊東凱,張波,王強,王峰. 電子與信息學報. 2017(05)
[7]2004年以來中國渤海海冰災害時空特征分析[J]. 武浩,夏蕓,許映軍,陶軍,顧衛(wèi),李倩. 自然災害學報. 2016(05)
[8]GNSS-R海冰遙感的模擬和試驗驗證[J]. 尹聰,曹云昌,朱彬,楊東凱,柯福陽,王煒,高強. 華中師范大學學報(自然科學版). 2016(04)
[9]我國海冰災害風險評估和區(qū)劃研究[J]. 袁本坤,曹叢華,江崇波,郭可彩,黎舸,商杰,劉欽政. 災害學. 2016(02)
[10]基于GNSS-R的后續(xù)海冰觀測實驗[J]. 楊明華,曹云昌. 全球定位系統(tǒng). 2014(04)
博士論文
[1]基于衛(wèi)星測高技術(shù)的北極海冰厚度時空變化研究[D]. 季青.武漢大學 2015
[2]海洋災害影響我國近海海洋資源開發(fā)的測度與管理研究[D]. 馮有良.中國海洋大學 2013
碩士論文
[1]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)仿真研究[D]. 鄒佩.西安電子科技大學 2017
[2]基于RFID的圓極化天線的研究[D]. 李靜.西安電子科技大學 2009
本文編號：2897530
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