[發明專利]GNSS-R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法和系統

在審

• 申請號: 202110721137.6
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113625311A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 吳凡;鄭偉
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

本發明公開了一種GNSS?R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法和系統，該方法包括：確定初始鏡面反射點；采用海面平均動力地形MDT對初始鏡面反射點進行修正定位，得到一次修正后的鏡面反射點；采用卯酉分量η和子午分量ζ，對一次修正后的鏡面反射點進行二次修正定位，將一次修正后的鏡面反射點定位在瞬時海面上，得到二次修正后的鏡面反射點；將二次修正后的鏡面反射點作為GNSS?R測高反射面模型的鏡面反射點，以提高GNSS?R測高反射面模型的定位精度。本發明通過對鏡面反射點進行修正，抵消因海面地形高程誤差和垂線偏差坡度誤差導致的GNSS?R測高反射面模型的定位精度低的問題，進而提高了GNSS?R測高反射面模型的定位精度。

技術領域

本發明屬于衛星測高學、海洋測繪學等交叉技術領域，尤其涉及一種GNSS-R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法和系統。

背景技術

GNSS-R測高可作為傳統高度計的輔助手段，為全球海洋中尺度和次中尺度過程，以及全球氣候變化研究提供亟需的全球高覆蓋海面高度觀測。由于海面存在波浪，故實際海面是粗糙、偏斜和快速變化的，尤其對于GNSS的信號的波長來說。信號在海面并不是發生鏡面反射，這導致鏡面反射點在反射功率波形上的位置存在偏差，從而對反射信號相對直射信號的延遲引入誤差，這對高精度測高是不可忽略的。由于GNSS-R觀測的原理和海面粗糙度的復雜多變，一直以來，對反射延遲海況誤差的定量分析和修正是提高GNSS-R測高精度的技術難點和制約之一。在GNSS-R海面測高衛星任務中，這是高度精確反演所要解決的一項關鍵問題。

基于模型的GNSS-R鏡面反射點的確切位置可獲得精確的模型反射延遲，這對于反射延遲海況誤差的量化和修正是不可或缺的，是提高GNSS-R測高精度的主要實現手段之一。目前鏡面反射點定位的反射面模型相對于瞬時海面仍存在海面動力地形誤差和垂線偏差誤差，亟待修正。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種GNSS-R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法和系統，旨在通過對鏡面反射點進行修正，以實現對GNSS-R海況誤差的量化和修正，抵消因海面地形高程誤差和垂線偏差坡度誤差導致的GNSS-R測高反射面模型的定位精度低的問題，進而提高GNSS-R測高反射面模型的定位精度。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種GNSS-R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法，包括：

確定初始鏡面反射點；

采用海面平均動力地形MDT對初始鏡面反射點進行修正定位，得到一次修正后的鏡面反射點；

采用卯酉分量η和子午分量ζ，對一次修正后的鏡面反射點進行二次修正定位，將一次修正后的鏡面反射點定位在瞬時海面上，得到二次修正后的鏡面反射點；

將二次修正后的鏡面反射點作為GNSS-R測高反射面模型的鏡面反射點，以提高GNSS-R測高反射面模型的定位精度。

在上述GNSS-R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法中，初始鏡面反射點定位在參考橢球面上，初始鏡面反射點的經度為l、緯度為b，初始鏡面反射點的高程相對于參考橢球面為0。

在上述GNSS-R鏡面反射點的瞬時海洋反射面模型修正定位方法中，采用海面平均動力地形MDT對初始鏡面反射點進行修正定位，得到一次修正后的鏡面反射點，包括：

確定鏡面反射點的空間坐標表達式：

根據公式(1)～(3)，得到如下公式(4)：

基于公式(4)，求入射角、出射角和地心角，并加權迭代，直至滿足迭代截止條件，完成對初始鏡面反射點的修正，得到一次修正后的鏡面反射點；