留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

全球定位系统

GNSS载噪比反演船载气象要素传感器距水面高度

仇志金 胡桐 邹靖 李志乾 王波

仇志金, 胡桐, 邹靖, 李志乾, 王波. GNSS载噪比反演船载气象要素传感器距水面高度[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 1-6. doi: 10.12265/j.gnss.2021101301
引用本文: 仇志金, 胡桐, 邹靖, 李志乾, 王波. GNSS载噪比反演船载气象要素传感器距水面高度[J]. 全球定位系统, 2022, 47(2): 1-6. doi: 10.12265/j.gnss.2021101301
QIU Zhijin, HU Tong, ZOU Jing, LI Zhiqian, WANG Bo. Inversion of shipborne meteorological sensor height above water surface based on GNSS carrier-to-noise ratio[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 1-6. doi: 10.12265/j.gnss.2021101301
Citation: QIU Zhijin, HU Tong, ZOU Jing, LI Zhiqian, WANG Bo. Inversion of shipborne meteorological sensor height above water surface based on GNSS carrier-to-noise ratio[J]. GNSS World of China, 2022, 47(2): 1-6. doi: 10.12265/j.gnss.2021101301

GNSS载噪比反演船载气象要素传感器距水面高度

doi: 10.12265/j.gnss.2021101301
基金项目: 国家重点研发计划项目(2019YFC1408003);2020年自主创新能力提升专项(智慧海洋工程)中央基建投资项目(Z135060000070);国家自然科学基金(41606112,42076195,42176185);山东省自然科学基金 (ZR2020MF022,ZR2020QD085,ZR2021MD114)
详细信息
    作者简介:

    仇志金:(1987—),男,博士,助理研究员,研究方向为海洋环境观测技术

    胡桐:(1983—),男,博士,副研究员,研究方向为海洋环境观测技术

    邹靖:(1986—),男,博士,副研究员,研究方向为海洋气象水文数值模拟

    李志乾:(1983—),男,博士,副研究员,研究方向为大气辐射探测技术

    王波:(1980—),男,博士,研究员,研究方向为GNSS信号处理与海洋环境观测技术

    通讯作者:

    胡桐 E-mail: tong.hu@qlu.edu.cn

  • 中图分类号: P228.49

Inversion of shipborne meteorological sensor height above water surface based on GNSS carrier-to-noise ratio

  • 摘要: 船载气象要素传感器距水面高度是使用块体参数化方法预测近海面大气折射率廓线的必要参数,对于海面蒸发波导等无线电气象系统监测结果的准确性具有重要意义. 利用全球卫星导航系统(GNSS)载噪比(CNR)时间序列反演船载气象要素传感器距水面高度. 该方法提取船舶GNSS接收机输出的卫星信号CNR,采用Lomb Scargle周期谱分析GNSS直射信号与反射信号相干性,反演天线相位中心距水面高度. 根据GNSS天线与气象要素传感器几何关系换算船载气象要素传感器距水面高度. 利用趸船实验数据对该方法进行验证,统计有效反演次数,分析海况对反演结果的影响以及反演高度时均变化. 结果表明:利用该方法反演船载气象要素传感器距水面高度是可行的.

     

  • 图  1  GNSS信号路径与CNR相干性

    图  2  反演变量几何关系

    图  3  趸船实验概况

    图  4  卫星CNR反演${H_{{\text{antenna}}}}$示例

    图  5  可见卫星数量及有效反演次数统计

    图  6  海况对${H_{{\text{antenna}}}}$反演高度的影响

    图  7  ${H_{{\text{antenna}}}}$反演高度时均变化

  • [1] 张鹏, 张守宝, 张利军, 等. 区域海面蒸发波导预报与监测试验对比分析[J]. 电波科学学报, 2017, 32(2): 215-220.
    [2] 郭相明, 康士峰, 韩杰, 等. 蒸发波导数据库及中国海域的统计分析[J]. 电波科学学报, 2013, 28(6): 1152-1157,1182.
    [3] 吴汉才. 船舶动态吃水检测中基于数据处理的关键技术研究[J]. 舰船科学技术, 2017, 39(6): 22-24.
    [4] BABIN S M, DOCKERY G. LKB-based evaporation duct model comparison with buoy data[J]. Journal of applied meteorology, 2002, 41(4): 434-446. DOI: 10.1175/1520-0450(2002)0412.0.CO;2
    [5] 刘丽. 基于机器视觉的船舶吃水线自动检测方法分析[J]. 舰船科学技术, 2019, 41(8A): 49-51.
    [6] 王军成, 侯广利, 刘岩, 等. 船基激光法波浪测量仪器的研究[J]. 海洋技术, 2004, 23(4): 14-17. DOI: 10.3969/j.issn.1003-2029.2004.04.004
    [7] 孙强, 孙军. SBY2-1型空气超声波浪仪[J]. 海洋技术, 2007, 26(4): 4-7. DOI: 10.3969/j.issn.1003-2029.2007.04.002
    [8] 毕研盟, 杨光林, 聂晶. 基于Kalman滤波的GPS水汽层析方法及其应用[J]. 高原气象, 2011, 30(1): 109-114.
    [9] 余加勇, 邵旭东, 晏班夫, 等. 基于全球导航卫星系统的桥梁健康监测方法研究进展[J]. 中国公路学报, 2016, 29(4): 30-41. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7372.2016.04.005
    [10] LARSON K M. GPS interferometric reflectometry: applications to surface soil moisture, snow depth, and vegetation water content in the western united states[J]. Wiley interdiplinary reviews water, 2016, 3(6): 775-787. DOI: 10.1002/wat2.1167
    [11] ROGGENBUCK O, REINKING J, LAMBERTUS T. Determination of significant wave heights using damping coefficients of attenuated GNSS SNR data from static and kinematic observations[J]. Remote sensing, 2019, 11(4): 409. DOI: 10.3390/rs11040409
    [12] 杨东凯, 李晓辉, 王峰. GNSS反射信号海洋遥感应用现状分析[J]. 无线电工程, 2019, 49(10): 843-848. DOI: 10.3969/j.issn.1003-3106.2019.10.001
    [13] ANDERSON K D. Determination of water level and tides using interferometric observations of GPS signals[J]. Journal of atmospheric and oceanic technology, 2000, 17(8): 1118-1127. DOI: 10.1175/1520-0426(2000)0172.0.CO;2
    [14] NIEVINSKI F G, LARSON K M. Forward modeling of GPS multipath for near-surface reflectometry and positioning applications[J]. GPS solutions, 2014, 18(2): 309-322. DOI: 10.1007/s10291-013-0331-y
  • 加载中
图(8)
计量
  • 文章访问数:  46
  • HTML全文浏览量:  6
  • PDF下载量:  73
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-13
  • 网络出版日期:  2022-04-14

目录

    /

    返回文章
    返回