涌浪及降雨影响下的GNSS海面反射信号建模

作者：吴迪; 张波^*; 李博闻

来源：北京航空航天大学学报, 2020, 46(01): 141-149.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0125

• 全球导航卫星系统(GNSS)
• 反射信号
• 涌浪
• 降雨
• 模拟仿真

全球导航卫星系统(GNSS)海面反射信号的模拟仿真采用的海浪谱多为风驱模型,而忽略了真实复杂环境中涌浪、降雨的影响。为此,提出了一种涌浪、降雨影响下的GNSS海面反射信号模型。首先,对Elfouhaily海浪谱、涌浪谱、降雨谱分别进行仿真,从海浪谱的角度分析涌浪、降雨对GNSS反射信号的影响。然后,设计了引入涌浪、降雨影响因子后的GNSS反射信号建模的方法,并建立噪声模型。最后,对星载场景下仿真得到的二维时延-多普勒相关功率分布图像(DDM)、时延相关功率波形(DW)进行分析,并与英国技术演示卫星(UK TDS-1)实测数据的处理结果进行了对比验证。结果表明:涌浪主要形成对GNSS反射信号影响较大的大尺度粗糙海面,而降雨对GNSS反射信号影响较小;仿真的DDM与实测数据结果的波形有很好的一致性,DW对比的相关系数达到0. 92,优于未修正模型的对比结果,模拟的反射信号更为真实,证明了提出的GNSS反射信号建模方法的可行性、有效性。对真实复杂环境下的GNSS反射信号建模及GNSS反射信号星载探测应用研究具有一定的参考意义和实用价值。

• 单位
  北京航空航天大学; 电子信息工程学院