基于GPS和北斗信噪比观测值的雪深反演及其误差分析

王泽民，刘智康，安家春，林国标

1. 武汉大学中国南极测绘研究中心，湖北 武汉 430079； 2. 武汉大学国家领土主权与海洋权益协同创新中心，湖北 武汉 430079

雪在气候变化和水循环中扮演着重要角色，但是雪深的获取仍然缺乏有效的手段，传统的雪深测量仪获取的仅是稀疏的雪深点位信息，光学卫星和微波卫星的时空分辨率非常有限[1]，因此，有学者尝试使用GNSS反射信号来反演雪深的信息，该方法具有全天时、全天候、数据量大、成本低等突出优点[2]。GNSS-R(global navigation satellite system reflectometry)技术自20世纪90年代开始受到关注，文献[3]于1993年首次提出PARIS的概念，其主要思想是用GPS海面反射波进行海面测高。随后，GNSS-R逐渐成为国内外遥感探测和导航技术领域研究的热点，可以依托地面、机载、星载等多种平台，应用于测高、验潮、海面风场、海冰、土壤湿度、雪深等诸多领域[3-7]。

一般来说，基于GNSS-R的雪深反演模式分为两大类，多天线模式和单天线模式。多天线模式采用至少两副天线，其中一副天线为方向向上的右旋圆极化天线，用于接收直射信号，另一副天线为方向向下的左旋圆极化天线，用于接收反射信号。文献[8—9]采用GOLD_RTR接收机，基于多路射线单次反射模型(MRSR)对南极Dome C不同深度的干雪进行了分析，文献[10]讨论了GNSS-R在格陵兰西海岸的海冰厚度反演中的应用。这类方法可以分离直、反射信号，能够得出不同雪层的反射情况，但是必须采用专门的反射信号接收机，与单天线模式相比，成本较高[9]。

本文重点关注的是单天线模式，该模式采用测地型GNSS接收机，数据量大、成本低，但反演结果较为粗糙。……