【技术实现步骤摘要】
基于GNSS信号去极化效应的降雨强度地基监测方法
本专利技术属于大气遥感与大气探测
,是一种利用降雨对空地链路GNSS信号产生的去极化效应反演降雨强度的方法。
技术介绍
传统上,人们使用雨量计直接获取单点降雨强度。雨量计探测降雨测站单点精度高,其测量结果是进行区域分析的基本数据源。但由于其布设的稀疏性、分布的不均匀性,使得雨量计观测在大范围区域降水监测方面存在不足。近年来,利用地基气象雷达的反射率(Z)、差分传播相移(KDP)、差分反射率因子(ZDP)等参数与降雨强度(R)的关系,定量计算探测半径内的降雨强度,是研究较多的方法。但是气象雷达是主动遥感设备,隐蔽性不足。利用星载微波成像仪和降雨雷达(TRMM/PR)遥感卫星轨道下方降雨强度也是近年热点之一。但其空间分辨率和时间分辨率有限。众所周知,降雨对通信系统有严重的影响。降雨对微波的衰减和去极化效应,是在通信中不容忽视的因素,对于处于Ku、K、Ka波段的通信系统也不例外。TAUR(1975)和Ali (1986)的研究表明,降雨衰减与降雨强度成比例关系。强降雨可以产生较强的衰减,并且衰减随着微波频率的增加而增大。降雨衰减对通信的不利影响,可以作为监测降雨的信息来源。以色列Messer (2006)等人基于现有无线通信网络信号的功率衰减与降雨强度的关系,研究了区域降水强度监测的方法。Goldshtein和Messer (2009)利用了国际电信联盟(ITU)建议的降雨衰减与降雨强度的经验模型,估算了微波频率为20GHz时信号路径上的平均降雨强度。李黄(2006)研究员利用Ku波段通信卫星的 ...
【技术保护点】
一种基于GNSS信号去极化效应的降雨强度地基监测方法,其特征在于步骤如下:步骤1,利用Ray公式,计算雨滴的相对复介电常数,根据实际雨滴形状近似模型,采用瑞利近似椭球形粒子散射算法,计算GNSS信号入射到不同半径的单一雨滴后水平方向的前向散射振幅fh和垂直方向的前向散射振幅fv;步骤2,根据步骤1所获取的GNSS信号入射到不同半径的单一雨滴后水平方向的前向散射振幅fh和垂直方向的前向散射振幅fv,利用雨滴谱分布,计算GNSS信号经过群雨滴后水平方向的传播常数kh和垂直方向的传播常数kv;步骤3,根据步骤2所获取的GNSS信号经过群雨滴后水平方向的传播常数kh和垂直方向的传播常数kv,采用数值模拟,获取描述GNSS信号去极化效应的交叉极化分辨率XPD与降雨强度R的XPD?R关系模型;步骤4,利用GNSS极化信号接收机测量的交叉极化分辨率XPD值,根据步骤3获取的交叉极化分辨率XPD与降雨强度R的XPD?R关系,得到降雨强度。
【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS信号去极化效应的降雨强度地基监测方法,其特征在于步骤如下: 步骤1,利用Ray公式,计算雨滴的相对复介电常数,根据实际雨滴形状近似模型,采用瑞利近似椭球形粒子散射算法,计算GNSS信号入射到不同半径的单一雨滴后水平方向的前向散射振幅fh和垂直方向的前向散射振幅fv ; 步骤2,根据步骤I所获取的GNSS信号入射到不同半径的单一雨滴后水平方向的前向散射振幅fh和垂直方向的前向散射振幅fv,利用雨滴谱分布,计算GNSS信号经过群雨滴后水平方向的传播常数kh和垂直方向的传播常数kv ; 步骤3,根据步骤2所获取的GNSS信号经过群雨滴后水平方向的传播常数kh和垂直方向的传播常数kv,采用数值模拟,获取描述GNSS信号去极化效应的交叉极化分辨率XPD与降雨强度R的XPD-R关系模型; 步骤4,利用GNSS极化信号接收机测量的交叉极化分辨率XPD值,根据步骤3获取的交叉...
【专利技术属性】
技术研发人员:严卫,安豪,符养,王迎强,孙越强,黄云仙,艾未华,韩英,
申请(专利权)人:中国人民解放军理工大学,
类型:发明
国别省市:
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