本文關(guān)鍵詞：基于GNSS反射信號(hào)的海冰檢測(cè)的研究

  更多相關(guān)文章： GNSS反射信號(hào) GPS系統(tǒng) 北斗系統(tǒng) 極化比模型 海冰檢測(cè) 海冰密集度

【摘要】：海冰作為一種海洋災(zāi)害,常常出現(xiàn)在極地海域,并且可能出現(xiàn)在一些高緯度的海域�？赡軙�(huì)損害近岸海域的航道或者是港口設(shè)施、威脅來往船只的航行安全、影響海洋捕撈業(yè)以及海洋中的油氣資源采集。對(duì)于遙感檢測(cè)海冰災(zāi)害主要采用可見光的遙感手段或者是微波的遙感手段。由于前一種方法受到空中云霧遮擋的影響,無法連續(xù)不間斷地檢測(cè)海冰;后一種方法如果實(shí)時(shí)檢測(cè)海冰,又存在成本比較高之類的問題。目前,需要一種能夠低成本、大范圍以及全天候檢測(cè)海冰的新手段。隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,簡(jiǎn)稱為GNSS)的不斷發(fā)展,國(guó)外科學(xué)家發(fā)現(xiàn)GNSS的直射信號(hào)可以連續(xù)提供精準(zhǔn)的時(shí)間信息、精準(zhǔn)的位置信息、精準(zhǔn)的導(dǎo)航信息,傳統(tǒng)被認(rèn)為是需要抑制或消除的多徑信號(hào)(也就是經(jīng)過反射面反射回來的反射信號(hào))攜帶了反射面的大量物理特性信息,可以加以利用。上述的GNSS反射信號(hào)的技術(shù)(Global Navigation Satellite SystemReflection,簡(jiǎn)稱為GNSS-R)已經(jīng)可以應(yīng)用在海表面高度參數(shù)的反演、海表面風(fēng)速風(fēng)向參數(shù)的反演、土壤濕度參數(shù)的反演、干雪厚度反演等領(lǐng)域。自從2000年起,國(guó)外的科學(xué)家Komjathy等人發(fā)現(xiàn)GNSS反射信號(hào)技術(shù)對(duì)于檢測(cè)海冰有潛在的可能性。經(jīng)過不斷的研究,直到2012年,歐空局科學(xué)家Fabra等人采用GPS反射信號(hào)的數(shù)據(jù),基于菲涅爾反射系數(shù)的原理,建立了偏振比海冰反演模型(Polarization Ratio Model),在低仰角(5°至15°)偏振比海冰反演模型的范圍下,反演了海冰的變化趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)研究學(xué)者利用GNSS反射信號(hào)技術(shù)檢測(cè)海冰才剛剛開始起步,直到2013年,才開始有學(xué)者開展對(duì)于偏振比海冰反演模型的研究。國(guó)內(nèi)的研究也多集中在偏振比海冰反演模型的可行性研究,幾乎沒有開展過自主實(shí)驗(yàn)。對(duì)于國(guó)內(nèi)外而言,基于GNSS反射信號(hào)技術(shù)的海冰反演模型較少,比較成熟的偏振比海冰反演模型又受到衛(wèi)星低仰角范圍的限制,故此,兼顧菲涅爾反射系數(shù)的原理,本文提出了適用于高仰角范圍的極化比海冰反演模型(Reflected Power Ratio Model),針對(duì)在渤海海域分別開展了兩次海冰的實(shí)驗(yàn)。其中,GPS渤海實(shí)驗(yàn)是中國(guó)第一次采用GPS反射信號(hào)技術(shù)(也稱為GPS-R技術(shù))區(qū)分海水和海冰,北斗渤海實(shí)驗(yàn)則是國(guó)際第一次利用北斗反射信號(hào)技術(shù)(也稱為Bei Dou-R技術(shù))來反演海冰趨勢(shì)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,驗(yàn)證了海水的極化比值遠(yuǎn)大于海冰的極化比值,也驗(yàn)證了極化比模型適用于高仰角范圍以及極化比模型的有效性,同時(shí)也拓寬了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)的應(yīng)用范圍。本文的主要內(nèi)容如下:1.本文首先針對(duì)海冰檢測(cè)的研究背景與意義做了闡述,其次分析了傳統(tǒng)遙感技術(shù)在檢測(cè)海冰時(shí)的不足,接著綜述了國(guó)內(nèi)外GNSS反射信號(hào)技術(shù)在海冰檢測(cè)方向的研究現(xiàn)狀。并在此基礎(chǔ)之上,分析了偏振比海冰反演模型(Polarization Ratio Model)尚且存在的問題。2.本文詳細(xì)介紹了海冰檢測(cè)的電磁波性質(zhì)以及左旋和右旋極化性質(zhì);論述了GNSS反射信號(hào)技術(shù)的幾何關(guān)系、菲涅爾反射系數(shù)原理、以及海冰檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理過程等;計(jì)算了針對(duì)渤海海域的菲涅爾反射系數(shù),并結(jié)合菲涅爾反射原理,提出了極化比海冰反演模型(Reflected Power Ratio Model),最后結(jié)合傳統(tǒng)的偏振比海冰反演模型(Polarization Ratio Model),做了對(duì)比分析,利用極化比海冰反演模型來彌補(bǔ)偏振比海冰反演模型在高仰角情況下的不穩(wěn)定。3.在2013年以及2015年,分別以GPS和北斗反射信號(hào)為例,在渤海海域開展了自主岸基實(shí)驗(yàn),通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的定性分析,對(duì)比了海水與海冰的極化比值大小,并反演了海冰凍結(jié)/融化的趨勢(shì),驗(yàn)證了極化比海冰反演模型的可行性。為將來的定量反演海冰區(qū)域的海冰密集度的研究打下了良好的基礎(chǔ),也為海冰災(zāi)害預(yù)警提供了一種新的手段。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P715.6;P731.15

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 閆娜;;江蘇省GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)項(xiàng)目通過驗(yàn)收[J];測(cè)繪通報(bào);2007年02期

2 ;獲境外專業(yè)機(jī)構(gòu)青睞,合眾思?jí)迅呔獹NSS產(chǎn)品邁入世界前列[J];北京測(cè)繪;2007年02期

3 ;中國(guó)GNSS技術(shù)打破歐美壟斷高精度測(cè)量產(chǎn)品角逐國(guó)際市場(chǎng)[J];江西測(cè)繪;2007年02期

4 ;合眾思?jí)勋@海外定單標(biāo)志中國(guó)GNSS踏上自主創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化之路[J];現(xiàn)代測(cè)繪;2007年04期

5 ;十年中海達(dá) 中國(guó)GNSS產(chǎn)業(yè)化十年——中海達(dá)10周年慶典活動(dòng)拉開序幕[J];測(cè)繪技術(shù)裝備;2009年03期

6 楊永平;段德磊;;多功能手持GNSS在電力行業(yè)的應(yīng)用[J];電力與電工;2009年03期

7 薄萬(wàn)舉;黃立人;李軍;程增杰;宋兆山;許明元;李文靜;李文一;;GNSS野外檢定場(chǎng)[J];測(cè)繪科學(xué);2009年S1期

8 季宇虹;王讓會(huì);;全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)GNSS的技術(shù)與應(yīng)用[J];全球定位系統(tǒng);2010年05期

9 董春來;周立;史建青;;GNSS多功能實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建與實(shí)踐[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2011年02期

10 Zhan Wei;Zhu Shuang;Yang Bo;Wu Yanqiang;Liu Zhiguang;Meng Xiangang;;Effects of the differences between the ITRF2000 and ITRF2005 models in GNSS data processing[J];Geodesy and Geodynamics;2013年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張慧君;李孝輝;;GNSS系統(tǒng)時(shí)間偏差及其監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)[A];2009全國(guó)時(shí)間頻率學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

2 ;Supporting capability analysis of present spectrum management resources to GNSS IDM in China[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2012年

3 朱旭;;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)在空中交通管理中的應(yīng)用進(jìn)展[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2009年

4 董紹武;;GNSS時(shí)間系統(tǒng)及其互操作[A];2009全國(guó)虛擬儀器大會(huì)論文集（二）[C];2009年

5 孫曉波;李冶天;;多模GNSS高精度授時(shí)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)（第四卷）[C];2010年

6 胡曉;高偉;李本玉;;GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與思考[A];《測(cè)繪通報(bào)》測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

7 高井祥;閆文林;王堅(jiān);;礦山變形災(zāi)害GNSS現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[A];《測(cè)繪通報(bào)》測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇摘要集[C];2008年

8 馬利華;韓延本;;全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)概述[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十三屆年會(huì)論文集[C];2007年

9 ;A study of ionospheric scintillation effects on Differential GNSS[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S08衛(wèi)星導(dǎo)航模型與方法[C];2012年

10 甄衛(wèi)民;韓超;杜黎明;陳麗;;我國(guó)GNSS開放服務(wù)中的干擾檢測(cè)與減緩計(jì)劃[A];第三屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)電子文集——S01北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2012年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王娜;我GNSS技術(shù)打破國(guó)外壟斷[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

2 陶渝;重慶建成國(guó)土資源GNSS網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2011年

3 記者 謝必如　特約記者 白文起 通訊員 陶渝;重慶建成國(guó)土資源GNSS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2011年

4 王巖;包頭用GNSS管理市政布局[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2010年

5 甘勃;“天眼”邁進(jìn)GNSS時(shí)代[N];大眾科技報(bào);2007年

6 王立彬;中國(guó)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),奪下千萬(wàn)美元大單[N];新華每日電訊;2007年

7 通訊員 彭祥榮;“陸態(tài)網(wǎng)”民勤GNSS基準(zhǔn)站投入試運(yùn)行[N];中國(guó)氣象報(bào);2010年

8 記者 裴蕾;測(cè)繪氣象共建GNSS基準(zhǔn)站[N];四川日?qǐng)?bào);2010年

9 王雅麗;實(shí)施國(guó)際化戰(zhàn)略[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2010年

10 記者 張敏霞　通訊員 王存林;陸態(tài)網(wǎng)沱沱河GNSS基準(zhǔn)站建成并試運(yùn)行[N];格爾木日?qǐng)?bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 江鵬;地基GNSS探測(cè)2D/3D大氣水汽分布技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2014年

2 徐韶光;利用GNSS獲取動(dòng)態(tài)可降水量的理論與方法研究[D];西南交通大學(xué);2014年

3 李磊;基于GNSS的電離層總電子含量的預(yù)測(cè)與應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2015年

4 陳良;機(jī)載GNSS/SINS組合精密導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 郭瑤;慣性輔助的高動(dòng)態(tài)GNSS基帶信號(hào)跟蹤技術(shù)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

6 張亮;地面復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)三維測(cè)量精度改善方法研究[D];武漢大學(xué);2015年

7 甘雨;GNSS/INS組合系統(tǒng)模型精化及載波相位定位測(cè)姿[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

8 李俊毅;GNSS動(dòng)態(tài)相對(duì)定位算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2013年

9 任燁;多場(chǎng)景下的GNSS完好性監(jiān)測(cè)方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(國(guó)家授時(shí)中心);2016年

10 陳華;基于原始觀測(cè)值的GNSS統(tǒng)一快速精密數(shù)據(jù)處理方法[D];武漢大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉成;GNSS-R應(yīng)用于測(cè)量表層土壤濕度及軟件設(shè)計(jì)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 高榮祥;基于GNSS信號(hào)的無源雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 陳聞亞;基于Internet的GNSS高精度位置服務(wù)平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 楊晨云鸝;GNSS在地震矩反演中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 張U，

本文編號(hào)：1280893