[发明专利]GNSS-IR解译土壤湿度变化和植被生长过程的方法

权利要求书

1.GNSS-IR解译土壤湿度变化和植被生长过程的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定实验区域；

S2：GNSS接收机记录SNR数据，分离SNR数据中的直射信号SNR_dSNR_d和反射信号SNR_mSNR_m分量，并采用低阶多项式去除SNR数据中的直射信号；

S3：使用Lomb-Scargle谱分析方法计算反射信号SNR_mSNR_m主导频率f_tf_t，采用非线性最小二乘拟合方法对SNR_mSNR_m进行拟合得到相位偏移和振幅A_mA_m；

S4：根据拟合获得的相位偏移和振幅A_mA_m检索体积土壤湿度VSM；

S5：根据主导频率f_tf_t的峰值功率A_LSPA_LSP和振幅A_mA_m度量植被含水量；根据h_veg＝f_tλ/2h_veg＝f_tλ/2将主频f_tf_t转化为有效反射高度h_vegh_veg，通过估算h_vegh_veg的时间序列来检索植被高度变化，其中，λλ为信号波长。

2.根据权利要求1所述的GNSS-IR解译土壤湿度变化和植被生长过程的方法，其特征在于，所述S2中SNR数据：

式中，P_dP_d为直射信号功率，P_rP_r为反射信号功率，P_NP_N为噪声功率，ψψ为相位差；所述SNR包括直射信号和反射信号

3.根据权利要求2所述的GNSS-IR解译土壤湿度变化和植被生长过程的方法，其特征在于，所述ψψ是一个与反射物体物理特性相关联的参数，其中，作为ψψ的一个空间等效，直反射信号间的路径延迟δδ可由反射高h和卫星高度角E进行表达：

δ＝2hsinEδ＝2hsinE；

式中，h为反射高，δδ为直反射信号路径延迟，E为卫星高度角；通过将各系统信号波长λ，路径延迟δδ引起的相位差ψψ表示如下：

4.根据权利要求1所述的GNSS-IR解译土壤湿度变化和植被生长过程的方法，其特征在于，所述S4的检索方法：

式中，和分别是每个卫星轨道时间序列最低和最高15％的平均值，取平均值剔除序列中的异常低值或高值；

所述VSM通过计算：

式中，VSM_{obs_min}VSM_{obs_min}和VSM_{obs_max}VSM_{obs_max}分别是原位土壤湿度的最低和最高15％的平均值，一天中所有卫星轨道VSM的中值视为该天的理想VSM值。

5.根据权利要求1所述的GNSS-IR解译土壤湿度变化和植被生长过程的方法，其特征在于，所述S5的检索植被高度方法：

通过低阶多项式拟合移除SNR_dSNR_d进而获取反射信号分量SNR_mSNR_m，通过LSP分析方法估算SNR_mSNR_m的主频f_tf_t，最后使用式h_veg＝f_tλ/2h_veg＝f_tλ/2将主频f_tf_t转化为有效反射高度h_vegh_veg。