一种星载GNSS-R海面高度要素定标装置及方法
专利汇可以提供一种星载GNSS-R海面高度要素定标装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种星载GNSS-R海面高度要素定标装置及方法，所述方法包括：S1：计算GNSS直射 信号 在海面进行 镜面反射 的反射点 位置 ；S2：计算GNSS反射信号与直射信号的延迟差ρsignal，以此作为海面高度的初步计算结果；S3：计算GNSS信号在传播中的电离层延迟误差ρion；S4：计算GNSS信号在传播中的 对流 层延迟误差ρtro；S5：计算天线位置误差ρant和天线高度差Hant；S6：根据步骤S1-S5计算出的数据，来计算镜面反射点所在位置的海面的高度H，所述海面高度为海面到地球椭球面的绝对高度。本发明可以更加准确地计算星载平台下GNSS-R海面高度要素，提高其测高 精度 。，下面是一种星载GNSS-R海面高度要素定标装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种星载GNSS-R海面高度要素定标装置，其特征在于，包括：镜面反射点计算模块、海面高度初步计算模块、电离层误差计算模块、对流层误差计算模块、天线位置误差计算模块、海面高度要素计算模块，其中：
所述镜面反射点计算模块，根据发射机位置、接收机位置及其相对应的几何关系，采用线段二分或是角度二分的算法模型，来计算GNSS直射信号在海面进行镜面反射的反射点位置，并将镜面反射点位置传给所述海面高度要素计算模块；其中，所述发射机为GNSS卫星；
所述接收机为GNSS-R卫星载荷；
所述海面高度初步计算模块，根据接收机接收到的GNSS直射信号以及从海面反射回来的GNSS反射信号，采用码相位测高模型、载波相位测高模型、或是干涉测高模型计算反射信号与直射信号的延迟差ρsignal；以此作为海面高度的初步计算结果，并传给所述海面高度要素计算模块；
所述电离层误差计算模块，根据接收机的高度，采用电离层经验模型或是双频改正模型，计算GNSS信号在传播中的电离层延迟误差ρion，并将电离层延迟误差的计算结果传给所述海面高度要素计算模块；所述GNSS信号包括GNSS直射信号和反射信号；
所述对流层误差计算模块，根据接收机的高度，采用改进的Saastamoinen模型和改进Hopfield模型，计算GNSS信号在传播中的对流层延迟误差ρtro，并将对流层延迟误差的计算结果传给所述海面高度要素计算模块；
所述天线位置误差计算模块，根据直射天线和反射天线的搭载位置，计算天线位置误差ρant和天线高度差Hant，并将二者的计算结果传给海面高度要素计算模块；其中：
根据GNSS直射信号从发射机传播到直射天线和反射天线的不同路径，计算直射信号分别到直射天线和反射天线的传播距离之差，也称为天线位置误差ρant，并计算直射天线所在平面和反射天线所在平面的高度差，也称为天线高度差Hant，并将天线位置误差和天线高度差的计算结果传给海面高度要素计算模块；
所述海面高度要素计算模块，用于根据之前计算的镜面反射点位置、海面高度的初步计算结果、电离层延迟误差、对流层延迟误差、天线位置误差和天线高度差，来计算镜面反射点所在位置的海面高度H，所述海面高度为海面到地球椭球面的绝对高度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述发射机位置，可根据GNSS-R卫星载荷的直射天线接收到的GNSS直射信号计算，或是根据GNSS-R卫星载荷的反射天线接收GNSS反射信号的时间以及GNSS卫星的精密星历计算；
所述接收机位置，可根据GNSS-R卫星载荷的直射天线接收到的GNSS直射信号，计算得到接收机的直射天线的位置，以此代表接收机的位置。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述GNSS-R卫星载荷的接收天线以下产生的对流层延迟，以及GNSS-R卫星载荷的接收天线以上的对流层所产生的延迟，对于直射信号和反射信号的影响是相同的。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述海面高度要素计算模块，进一步包括：
海面相对高度差计算子模块，用于计算GNSS卫星载荷的反射天线所在平面以及镜面反射点所在平面的海面相对高度差ΔH，具体为：
其中，θ为对应GNSS卫星的卫星仰角、ρtro为对流层延迟误差、ρsignal为海面高度的初步计算结果、ρion为电离层延迟误差、ρant为天线位置误差、Hant为天线高度差；
海面高度计算子模块，根据GNSS卫星载荷的反射天线所在平面相对于地球椭球面的绝对高度H0以及ΔH，用于计算海面到地球椭球面的绝对高度，即为“镜面反射点所在位置的海面高度”，计算公式如下：
H＝H0+ΔH，海面在地球椭球面之上；
H＝H0-ΔH，海面在地球椭球面之下。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述GNSS-R卫星载荷的接收天线分为两类：
直射天线：朝天放置，接收从上方来的直射信号，也就是GNSS卫星直接发射的信号；
反射天线：朝地放置，接收从下方来的反射信号，也就是经过海面或湖面或海冰面反射回来的GNSS卫星的信号。
6.一种星载GNSS-R海面高度要素定标方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据发射机位置、接收机位置及其相对应的几何关系，采用线段二分或是角度二分的算法模型，计算GNSS直射信号在海面进行镜面反射的反射点位置；其中，所述发射机为GNSS卫星；所述接收机为GNSS-R卫星载荷；
S2：根据接收机接收到的GNSS直射信号以及从海面反射回来的GNSS反射信号，采用码相位测高模型、载波相位测高模型、或是干涉测高模型计算反射信号与直射信号的延迟差ρsignal；
S3：根据接收机的高度，采用电离层经验模型或是双频改正模型，计算GNSS信号在传播中的电离层延迟误差ρion；所述GNSS信号包括GNSS直射信号和反射信号；
S4：根据接收机的高度，采用改进的Saastamoinen模型和改进Hopfield模型，计算GNSS信号在传播中的对流层延迟误差ρtro；
S5：根据GNSS直射信号从发射机传播到直射天线和反射天线的不同路径，计算直射信号分别到直射天线和反射天线的传播距离之差，即天线位置误差ρant；并计算直射天线所在平面和反射天线所在平面的高度差，即天线高度差Hant；
S6：根据步骤S1-S5计算出的镜面反射点位置、海面高度的初步计算结果、电离层延迟误差、对流层延迟误差、天线位置误差和天线高度差，来计算镜面反射点所在位置的海面高度H，所述海面高度为海面到地球椭球面的绝对高度。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述发射机的位置，可根据GNSS-R卫星载荷的直射天线接收到的GNSS直射信号计算，或是根据GNSS-R卫星载荷的反射天线接收GNSS反射信号的时间以及GNSS卫星的精密星历计算；
所述接收机位置，可根据GNSS-R卫星载荷的直射天线接收到的GNSS直射信号，计算得到接收机的直射天线的位置，以此代表接收机的位置。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S6进一步包括：
S61：计算GNSS卫星载荷的反射天线所在平面以及镜面反射点所在平面的海面相对高度差ΔH，具体为：
其中，θ为对应GNSS卫星的卫星仰角、ρtro为对流层延迟误差、ρsignal为海面高度的初步计算结果、ρion为电离层延迟误差、ρant为天线位置误差、Hant为天线高度差；
S62：再根据GNSS卫星载荷的反射天线所在平面相对于地球椭球面的绝对高度H0以及ΔH，计算海面到地球椭球面的绝对高度，即为“镜面反射点所在位置的海面高度”，计算公式如下：
H＝H0+ΔH，海面在地球椭球面之上；
H＝H0-ΔH，海面在地球椭球面之下。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述GNSS-R卫星载荷的接收天线以下产生的对流层延迟，以及GNSS-R卫星载荷的接收天线以上的对流层所产生的延迟，对于直射信号和反射信号的影响是相同的。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述GNSS-R卫星载荷的接收天线分为两类：
直射天线：朝天放置，接收从上方来的直射信号，也就是GNSS卫星直接发射的信号；
反射天线：朝地放置，接收从下方来的反射信号，也就是经过海面或湖面或海冰面反射回来的GNSS卫星的信号。
一种星载GNSS-R海面高度要素定标装置及方法
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具体实施方式
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