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专利号: 2022114342297
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,包括:步骤S1:获取GNSS接收机采集的观测数据,从观测数据提取信噪比数据,计算卫星位置信息以及用户接收机位置信息;

步骤S2:利用所述卫星位置信息和用户接收机位置信息计算卫星高度角和方位角;

步骤S3:基于计算得到的卫星高度角和方位角和预设的卫星高度角和方位角的阈值范围,从信噪比数据中初步筛选出适合进行潮位反演的信噪比数据;

步骤S4:基于所述选出的信噪比数据利用低阶多项式拟合各卫星的信噪比时间序列的趋势项,通过所述选出的信噪比数据与拟合的趋势项的残差提取卫星反射信号造成的反射信号信噪比残差时间序列;

步骤S5:基于所述反射信号信噪比残差时间序列,估计多径信号信噪比的前4个频率;

步骤S6:基于所述前4个频率计算得到多频反演潮位值;

步骤S7:以卫星为单位,利用滑动窗口拟合法从多频反演潮位值中筛选出最佳反演潮位值。

2.根据权利要求1所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,所述步骤S5包括:S51、对反射信号信噪比残差时间序列按对应历元的卫星高度角正弦值进行重排序;

S52、采用LSP谱分析法对重排序后的反射信号信噪比残差序列进行频谱分析,得到频谱分析结果,确定频谱分析结果的前4个频率;

S53、基于频谱分析结果的前4个频率和预设的峰噪比阈值,按照预设条件输出频率f1、f2、f3、f4的值。

3.根据权利要求2所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,所述步骤S53包括:当f1/f2大于等于峰噪比阈值时,将f2、f3、f4赋值为0;

当f1/f2小于峰噪比阈值且f2/f3大于等于峰噪比阈值时,将f3、f4赋值为0;

当f1/f2、f2/f3小于峰噪比阈值且f3/f4大于等于峰噪比阈值时,将f4赋值为0;

除此之外,f1~f4均输出为原值。

4.根据权利要求2或3所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,所述峰噪比阈值大于1,优选为1.5‑3,更优选为2。

5.根据权利要求1所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,所述步骤S6包括:S61、利用所述前4个频率计算对应的反演潮位值hi:式中,i为频率位次,λ为载波信号波长,fi为频率值。

6.根据权利要求1或5所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,所述步骤S6还包括:S62、根据获得的前4个频率,剔除多频潮位反演值中的粗差,得到剔除粗差后的多频潮位反演值:S621.将赋值为0的频率值计算出的反演潮位值剔除;

S622.根据反演潮位值的密度分布设置输出第一阈值范围,将第一阈值范围之外的反演潮位值剔除;

S623.如果观测站附近有历史潮位数据,根据历史潮位数据预设的第二阈值范围,将第一阈值范围和第二阈值范围求交集得到第三阈值范围,将第三阈值范围之外的反演潮位值剔除。

7.根据权利要求1所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,所述步骤S7包括:S71、设置潮位反演值的优先级为h1>h2>h3>h4,以确定初始反演值序列x(n);在确定初始反演值序列时有以下两种情况:情况一:当某一段信噪比数据对应的潮位反演值只有一个,直接作为初始反演值,将初始反演值作为最佳潮位反演值;

情况二:当某一段信噪比数据对应的潮位反演值有多个时,按照设定的优先级进行选择,选择优先级最大的反演值作为初始反演值;

S72、基于预设的窗口半径M和滑动步长,按初始反演值序列顺序选择x(n)中其中一个初始反演值x(i)为中心包含2M+1个数据点的窗口,构造一个p阶多项式对所述窗口内的2M+

1个数据点进行拟合得到窗口内的拟合曲线q(n):S73、基于初始反演值序列x(n)和q(n),计算得拟合残差δ;确定δ最小时的多项式拟合系数am,得到δ最小时的窗口内的拟合曲线q(n),确定δ最小时的窗口内的拟合曲线中心点处的拟合潮位反演值;

S74、按照预设的滑动步长滑动窗口得到初始反演值的全部拟合潮位反演值;

S75、计算多个潮位反演值和对应拟合潮位反演值的差值;响应于差值最小值小于预设的限差,将差值最小值对应的潮位反演值作为输出的最佳潮位反演值;

响应于差值最小值不小于预设的限差,返回S71,将下一优先级的潮位反演值设置为初始反演值,重新执行S71‑S75。

8.根据权利要求7所述的一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取方法,其特征在于,S72中,构造一个p阶多项式对所述窗口内的2M+1个数据点进行拟合得到窗口内的拟合曲线q(n),包括:m

式中,am为拟合系数,拟合阶次p不大于2M+1,n为多项式的项;

和/或,S73中,基于初始反演值序列x(n)和q(n),计算得拟合残差δ,包括:

9.一种全球导航卫星系统干涉反射测量最佳潮位反演值获取装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;

所述存储介质用于存储指令;

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至8任一项所述方法的步骤。

10.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。