[发明专利]GNSS-R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法和系统

说明书

本发明公开了一种GNSS‑R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法和系统，该方法包括：确定初始镜面反射点；采用海面平均动力地形MDT对初始镜面反射点进行修正定位，得到一次修正后的镜面反射点；采用卯酉分量η和子午分量ζ，对一次修正后的镜面反射点进行二次修正定位，将一次修正后的镜面反射点定位在瞬时海面上，得到二次修正后的镜面反射点；将二次修正后的镜面反射点作为GNSS‑R测高反射面模型的镜面反射点，以提高GNSS‑R测高反射面模型的定位精度。本发明通过对镜面反射点进行修正，抵消因海面地形高程误差和垂线偏差坡度误差导致的GNSS‑R测高反射面模型的定位精度低的问题，进而提高了GNSS‑R测高反射面模型的定位精度。

技术领域

本发明属于卫星测高学、海洋测绘学等交叉技术领域，尤其涉及一种GNSS-R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法和系统。

背景技术

GNSS-R测高可作为传统高度计的辅助手段，为全球海洋中尺度和次中尺度过程，以及全球气候变化研究提供亟需的全球高覆盖海面高度观测。由于海面存在波浪，故实际海面是粗糙、偏斜和快速变化的，尤其对于GNSS的信号的波长来说。信号在海面并不是发生镜面反射，这导致镜面反射点在反射功率波形上的位置存在偏差，从而对反射信号相对直射信号的延迟引入误差，这对高精度测高是不可忽略的。由于GNSS-R观测的原理和海面粗糙度的复杂多变，一直以来，对反射延迟海况误差的定量分析和修正是提高GNSS-R测高精度的技术难点和制约之一。在GNSS-R海面测高卫星任务中，这是高度精确反演所要解决的一项关键问题。

基于模型的GNSS-R镜面反射点的确切位置可获得精确的模型反射延迟，这对于反射延迟海况误差的量化和修正是不可或缺的，是提高GNSS-R测高精度的主要实现手段之一。目前镜面反射点定位的反射面模型相对于瞬时海面仍存在海面动力地形误差和垂线偏差误差，亟待修正。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种GNSS-R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法和系统，旨在通过对镜面反射点进行修正，以实现对GNSS-R海况误差的量化和修正，抵消因海面地形高程误差和垂线偏差坡度误差导致的GNSS-R测高反射面模型的定位精度低的问题，进而提高GNSS-R测高反射面模型的定位精度。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种GNSS-R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法，包括：

确定初始镜面反射点；

采用海面平均动力地形MDT对初始镜面反射点进行修正定位，得到一次修正后的镜面反射点；

采用卯酉分量η和子午分量ζ，对一次修正后的镜面反射点进行二次修正定位，将一次修正后的镜面反射点定位在瞬时海面上，得到二次修正后的镜面反射点；

将二次修正后的镜面反射点作为GNSS-R测高反射面模型的镜面反射点，以提高GNSS-R测高反射面模型的定位精度。

在上述GNSS-R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法中，初始镜面反射点定位在参考椭球面上，初始镜面反射点的经度为l、纬度为b，初始镜面反射点的高程相对于参考椭球面为0。

在上述GNSS-R镜面反射点的瞬时海洋反射面模型修正定位方法中，采用海面平均动力地形MDT对初始镜面反射点进行修正定位，得到一次修正后的镜面反射点，包括：

确定镜面反射点的空间坐标表达式：

根据公式(1)～(3)，得到如下公式(4)：

基于公式(4)，求入射角、出射角和地心角，并加权迭代，直至满足迭代截止条件，完成对初始镜面反射点的修正，得到一次修正后的镜面反射点；