GNSS反射信号在沙丘形状探测中的应用

赵 娜，曹新亮

(延安大学 物理与电子信息学院，陕西 延安 716000)

0 引言

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)的精确定位是人们集中精力研究的焦点。在精确定位研究中，把反射信号作为多径干扰加以抑制或剔除，以防止影响定位的精度。同时，也注意到要变害为利，把这种反射信号加以利用，便出现了全球卫星导航系统反射信号(GNSS-Reflections，GNSS-R)[1-2]遥感技术。

GNSS-R经历二十多年的发展，理论架构逐步完善，取得了许多成果[3-5]。GNSS-R技术利用经陆面、海面、目标反射面反射的全球导航卫星系统信号进行遥感测量，信号源稳定，无需发射设备，属于一种无源雷达模式[6-7]。利用GNSS-R技术已实现海面风场[8]、海冰厚度[9]、有效波高[10]、土壤湿度[11]、植被探测[12]和目标检测[13]等探测，在国内利用GNSS-R技术已经取得反射信号接收与处理方法，实现了海态地物测量和目标定位等方面的GNSS-R成果，但利用GNSS反射信号实现地形探测的应用研究较少。沙地作为一种特殊的土壤，对沙丘形状的测量，实际上就是对地形的测量。

本文利用GNSS-R地基观测法，提出了基于GNSS反射信号反演沙丘形状的方法。通过对卫星反射信号进行接收、处理，结果与全站仪工程测量地形图进行比较，验证此方法的正确性。

1 GNSS反射信号地形探测原理

GNSS-R遥感实际上是一种L波段微波遥感技术，导航卫星信号经探测目标反射后由右旋圆极化(Right Hand Circularly Polarized,RHCP)转变为左旋圆极化(Left Hand Circularly Polarized,LHCP)，利用配备在陆地、机载、卫星等设备载体上的探测装置对来自海洋或陆地反射的GNSS信号进行全天候接收和处理[14-15]。

地形探测系统由GNSS卫星、接收机和探测目标组成，如图1所示。……