岸基BDS-R海面测高及其观测值加权方法

作者：侯金华; 贺凯飞; 高凡; 储倜; 吴宇

来源：北京航空航天大学学报, 2022, 1-20.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0360

• B1C
• BDS-R
• 软件接收机
• 海面测高
• 加权模型

随着北斗三号卫星导航系统（BDS-3）的全球组网完成，其反射信号在全球导航卫星系统反射测量（GNSS-R） 海面测高领域的应用也愈加广泛。为了研究北斗三号B1C反射信号码延迟海面测高性能，以及多星测高数据组合方法，2020年7月10日进行了基于B1C信号的双天线岸基北斗卫星导航系统反射测量（BDS-R）码延迟海面测高实验。利用自主研发的GNSS-R测高软件接收机对实验数据进行事后处理，将测高结果与岸基同步观测的雷达高度计所测海面高度值进行对比分析，并基于反射信号信噪比和卫星高度角定权的方法对多星测高观测值进行加权计算，评定BDS-R海面测高精度。结果表明：自主研发的GNSS-R软件接收机可用以海面测高，基于B1C码的BDS-R海面测高精度有达到分米级的可能性；根据10 s观测数据平滑可以得到，单颗卫星B1C码最优测高结果的均方根误差（RMSE）为0.634 m，平均绝对误差（MAE）为0.507 m，多卫星观测值加权组合最优测高结果的RMSE为0.538 m，MAE为0.500 m，明显优于单星观测精度，最大可提升70%，最小可提升17%；针对同一信号多星GNSS-R测高数据定权方法，应用综合考虑卫星高度角和反射信号信噪比的加权模型要优于其他加权模型，其测高精度分别比信噪比分段模型、正弦函数模型、指数函数模型、等权模型提升9.4%、9.5%、20.5%、35.2%。

• 单位
  中国石油大学（华东）; 山东大学; 物理学院; 空间科学研究院