【摘要】：近年來,世界沿海地區(qū)國家受海嘯的影響造成了巨大的損失。由于全球變暖導(dǎo)致極地冰川融化引起了海平面上升,而海平面的上升加劇風(fēng)暴潮的強(qiáng)度以及頻次的增多,這導(dǎo)致我國沿海地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全受到了嚴(yán)重的威脅。因此,簡(jiǎn)單有效的實(shí)時(shí)海平面監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射信號(hào)(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是較為先進(jìn)的方法之一。GNSS-R是一種利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(global navigation satellite system,GNSS)衛(wèi)星反射信號(hào)獲得反射表面物理特性的技術(shù),其技術(shù)可通過幅度,波形,相位以及頻率等參數(shù)來改變來實(shí)現(xiàn)。GNSSR技術(shù)以其本身所具備的覆蓋范圍廣、信號(hào)源廣泛以及相對(duì)低成本等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)引起了海內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,并被廣泛應(yīng)用于海面測(cè)高等研究中。國內(nèi)外目前主要使用碼測(cè)高、相位測(cè)高和信噪比(signal-to noise rate,SNR)觀測(cè)值測(cè)高等方式來研究GNSS-R海面測(cè)高。本文簡(jiǎn)要介紹了幾種測(cè)高方式。模型與設(shè)備都相對(duì)簡(jiǎn)單的碼測(cè)高,碼測(cè)高使用的是GPS衛(wèi)星信號(hào)的C/A碼,然而由于C/A碼本身長(zhǎng)度的限制,碼測(cè)高的準(zhǔn)確性相對(duì)較低。而相位測(cè)高則是在數(shù)據(jù)上要求相對(duì)較高,因此其測(cè)高精度相對(duì)較高。而GNSS-R單天線SNR測(cè)高由于設(shè)置簡(jiǎn)單、無需特殊定制反射信號(hào)天線和接收機(jī)等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為GNSS-R測(cè)高領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。針對(duì)當(dāng)前利用SNR數(shù)據(jù)反演海面高度的方法比較單一且有一定的局限性的問題,提出了使用小波分析的方法進(jìn)行岸基GNSS單天線潮位高度反演�；谳d波和SNR觀測(cè)量的測(cè)高方法的內(nèi)在聯(lián)系,本團(tuán)隊(duì)在中國浙江大洋山進(jìn)行實(shí)驗(yàn),進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間衛(wèi)星信號(hào)監(jiān)測(cè),對(duì)處理后獲得的GNSS-R信號(hào)的SNR數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換分析,提取出天線到海面的垂直高度。同時(shí)小波去噪可以處理復(fù)雜環(huán)境下含噪聲源的信號(hào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于單天線GNSS-R信號(hào)SNR的測(cè)高方法能夠有效的反演出潮位高度,其測(cè)高精度能夠達(dá)到分米級(jí)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.簡(jiǎn)單介紹了衛(wèi)星信號(hào)的捕獲與跟蹤。以及目前主要的GNSS測(cè)高方法。在本文中著重介紹了SNR測(cè)高,本文將著手介紹利用GNSS-R的SNR信號(hào)進(jìn)行小波變換反演出海面的潮位高度。2.通過對(duì)小波變換的原理進(jìn)行分析表明,小波變換中各個(gè)參數(shù)的重要性以及本文中小波參數(shù)的選用及其選用原因,同時(shí)增加了小波去噪的步驟,從而提高了小波變換反演海面潮位高度的精度。3.本實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)有用相似衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行LSP分析反演海面高度的經(jīng)驗(yàn),且精度相對(duì)較高達(dá)到了分米級(jí)精度。在利用小波變換反演潮位高度長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)海面情況之前,先對(duì)小波變換反演潮位高度的可靠性進(jìn)行分析,結(jié)果表明小波變換反演海面高度具有較高的可靠性和可行性。4.在驗(yàn)證了小波變換反演潮汐高度的可靠性之后,在浙江大洋山進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的海面高度監(jiān)測(cè)。在實(shí)驗(yàn)過程中收集了對(duì)應(yīng)海域的風(fēng)速數(shù)據(jù)用來分析接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的天氣環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了對(duì)海面環(huán)境的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
【圖文】：

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文到的 GPS，，北斗相結(jié)合的雙系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，幾種方法進(jìn)行了分析，包括了碼測(cè)高、相位測(cè)法之后選擇了 SNR 測(cè)高方式，并建立了相應(yīng)驗(yàn)獲取到 GNSS 信號(hào)，提取出其反射信號(hào)的出天線到海面的距離，設(shè)置相應(yīng)的門限值去劣天氣而無法反演出海面高度的 SNR 數(shù)據(jù)進(jìn)過小波去噪后的 SNR 數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換分析高度反演值。

圖 2-1 反射信號(hào)軟件接收機(jī)并行捕獲算法g. 2-1 Schematic diagram of a generic software receiver parallel capture algorithmreflected signals 2-1 顯示了本文中使用的通用軟件接收機(jī)并行捕獲算法的主要結(jié)構(gòu)程，只有信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到相關(guān)值門限值的設(shè)定才能被順利的捕獲到。下衛(wèi)星信號(hào)捕獲成功的結(jié)果圖，只有高于們門限值的綠色標(biāo)記的衛(wèi)星。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TN967.1;TN820

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本文編號(hào)：2675197