[发明专利]一种基于GNSS反射信号的河流流量估算方法

说明书

本发明涉及一种基于GNSS反射信号的河流流量估算方法，包括：获取河流断面的水位序列；根据所述水位序列进行拉格朗日插值，确定网格化水位；获取河床高程信息；根据所述河床高程信息进行拉格朗日插值，确定网格化河床高程；根据所述网格化水位和所述网格化河床高程确定网格化水深；获取河流断面的流速值；根据所述流速值进行拉格朗日插值，确定网格化表面流速；根据所述网格化表面流速确定网格化断面平均流速；根据所述网格化断面平均流速和所述网格化水深确定河流的断面流量。本发明通过断面流速和水位信息对河流流量进行确定，提高了河流流量估算的准确性。

技术领域

本发明涉及河流流量估算领域，特别是涉及一种基于GNSS反射信号的河流流量估算方法。

背景技术

河流流量的测量方法主要有直接测量法和遥感法。直接测量法采用直接和河流接触的测量方法，主要有基于流速计的水文站和和声学多普勒流速剖面仪，但受到经济因素和复杂环境的影响，部署难度大且探测成本高。传统的遥感法主要通过微波遥感器探测的河流宽度、水位或流速等参数，结合河流实测流量建立经验模型。该方法无需河流断面流速分布和河床高程信息，降低了探测难度，但泛在能力差，需根据具体的观测点进行特定经验模型的建立，且时空分辨率较低，体积和功耗大，无法通过单一传感器获得河流流量信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GNSS反射信号的河流流量估算方法，通过断面流速和水位信息对河流流量进行确定，提高了河流流量估算的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于GNSS反射信号的河流流量估算方法，包括：

获取河流断面的水位序列；

根据所述水位序列进行拉格朗日插值，确定网格化水位；

获取河床高程信息；

根据所述河床高程信息进行拉格朗日插值，确定网格化河床高程；

根据所述网格化水位和所述网格化河床高程确定网格化水深；

获取河流断面的流速值；

根据所述流速值进行拉格朗日插值，确定网格化表面流速；

根据所述网格化表面流速确定网格化断面平均流速；

根据所述网格化断面平均流速和所述网格化水深确定河流的断面流量。

可选的，所述获取河流断面的水位序列之前还包括：

对河流断面进行网格化处理。

可选的，所述网格化水位计算公式如下：

其中，H_ri为网格化水位，B_i为网格位置，x_k为第k个测量点的位置，x_j为第j个测量点的位置，y_j为第j个水位信息。

可选的，所述网格化河床高程的计算公式如下：

其中，H_bi为网格化河床高程，z_j为第j个测量点位置的河床高度。

可选的，所述网格化水深的计算公式如下：

h_ri＝H_ri-H_bi

其中，h_ri为网格化水深。

可选的，所述网格化表面流速的计算公式如下：