一种陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法技术

本发明专利技术涉及一种陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法，包括：获取陆基场景中GNSS信号在河流表面的反射信号；根据反射信号利用高斯拟合法估计反射信号多普勒频率；根据反射信号多普勒频率利用反射信号双基几何关系反演河流流速；获取反射信号的相干信号和非相干信号；根据相干信号和非相干信号确定累加比；当累加比小于设定阈值时，则利用模糊场景进行水位反演，确定接收机相对于河流表面的高度；当累加比大于或者等于设定阈值时，则利用相干场景进行水位反演，确定接收机相对于河流表面的高度；根据接收机相对于河流表面的高度和接收机相对于大地的高程确定河流水位。本发明专利技术能够实现对河流流速和水位进行低成本和高精度的探测。的探测。的探测。

【技术实现步骤摘要】
一种陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法


[0001]本专利技术涉及河流测量领域，特别是涉及一种陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法。

技术介绍

[0002]GNSS反射信号(Global Navigation Satellite System
‑
Reflection)，利用现有的导航卫星信号通过协同接收、处理直达和经地表反射的导航卫星信号实现地表物理参数的反演和监测，是一种双基机会源探测手段，具有成本低、功耗低、重量轻的优点。其L波段在降雨条件下信号衰减小，适合于降雨等恶劣条件的监测。另外，陆基探测可利用成熟的多通道导航射频、相关器芯片完成信号处理实现快速处理和监测。
[0003]我国在河流监测方面目前常用手段为基于接触式缆道无线测流的水位站观测。该方式在财力、物力方面均消耗巨大，且很难满足野外刮风、降雨、洪水汛期等复杂环境的需求，使得我国偏远、气候恶劣地区的水文站点稀疏或者缺失，获得的河流水文信息极其有限。遥感技术的发展使得流速摄像法、甚高频(UHF)地波雷达、主被动微波雷达以及星载多光谱等非接触式河流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法，其特征在于，包括：获取陆基场景中GNSS信号在河流表面的反射信号；根据所述反射信号利用高斯拟合法估计反射信号多普勒频率；所述反射信号多普勒频谱为估计的河流流速引起的GNSS反射信号多普勒频率；根据所述反射信号多普勒频率利用反射信号双基几何关系反演河流流速；获取所述反射信号的相干信号和非相干信号；根据所述相干信号和所述非相干信号确定累加比；判断所述累加比是否小于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述累加比小于设定阈值时，则利用模糊场景进行水位反演，确定接收机相对于河流表面的高度；当所述第一判断结果表示所述累加比大于或者等于设定阈值时，则利用相干场景进行水位反演，确定接收机相对于河流表面的高度；根据所述接收机相对于河流表面的高度和接收机相对于大地的高程确定河流水位。2.根据权利要求1所述的陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法，其特征在于，所述获取陆基场景中GNSS信号在河流表面的反射信号之后，还包括：获取接收机中接收的反射功率和直射功率；根据所述反射功率和所述直射功率确定反射率；判断所述反射率是否大于反射率阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述反射率大于反射率阈值，则根据所述反射信号利用高斯拟合法估计反射信号多普勒频率；若所述第二判断结果表示所述反射率小于或者等于反射率阈值，则返回步骤“获取接收机中接收的反射功率和直射功率”。3.根据权利要求1所述的陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法，其特征在于，所述根据所述反射信号利用高斯拟合法估计反射信号多普勒频率，具体包括：根据所述反射信号利用Welch谱估计法进行估计，得到反射信号相对于直射信号多普勒频率；根据所述反射信号相对于直射信号多普勒频率利用高斯拟合法估计反射信号多普勒频率。4.根据权利要求3所述的陆基GNSS反射计的河流流速与水位反演方法，其特征在于，所述根据所述反射信号相对于直射信号多普勒频率利用高斯拟合法估计反射信号多普勒频率，具体包括：根据如下公式估计反射信号多普勒频率：其中，为估计的河流流速引起的GNSS反射信号多普勒频率，ψ(f)为反射信号相对于直...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，邢进，杨东凯，张波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：