http://bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.cnDOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0478利用北斗GEO卫星干涉信号功率反演土壤湿度汉牟田，许志超*，常青，张波，王峰，洪学宝(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191)摘要：对利用北斗导航系统地球静止轨道（GEO）卫星干涉信号功率反演土壤湿度的方法进行研究。针对现有研究主要建立纯经验模型反演土壤湿度、反演方法单一的问题，提出一种半经验的反演方法。所提方法针对北斗GEO卫星星地之间几何构型较为稳定的特点，利用相邻两天的干涉幅度信息抵消发射信号功率的影响，实现了土壤反射系数的反演。基于交叉极化影响下的反射系数理论模型构建了一种半经验的土壤湿度反演模型，通过仿真与实验对所提方法和模型进行验证。仿真结果表明：所提方法和模型能更好地适应反演过程中出现的非线性情况。实验结果表明：土壤湿度反演的均方根误差小于0.02cm3/cm3，相关系数超过0.8。关键词：北斗导航系统；地球静止轨道卫星；干涉信号功率；反射系数；土壤湿度中图分类号：V19；TP79文献标志码：A文章编号：1001-5965（2023）07-1661-10全球导航卫星系统反射信号（globalnavigationsatellitesystem-remote，GNSS-R）测量土壤湿度技术是随全球导航卫星系统（globalnavigationsatellitesystem，GNSS）发展而衍生出的一种新型遥感技术[1-3]，该技术的出现丰富了现有的微波遥感手段。GNSS-R技术经过近30年的发展，目前主要有2大技术分支，①常规GNSS-R技术，该技术使用分立天线分别接收GNSS直射信号与土壤反射的GNSS信号，通过对直射信号与反射信号的协同处理以反演土壤湿度，该技术于1993年由Martín-Neira[4]提出，最初被应用于海洋遥感[4-7]；②GNSS干涉测量技术，该技术利用GNSS直射信号与反射信号间的干涉效应测量土壤湿度，该技术于2008年由美国科罗拉多大学的Larson等[8]提出，由于测量时只使用一支GNSS天线同时接收直射与反射信号，在硬件配置和应用模式上与常规GNSS接收机相同，从而可以利用现有的GNSS基础设施如连续运行参考站（continuouslyoperatingreferencesystem，CORS）等开展土壤湿度观测[9]，因此，该技术一经提出即得到广泛关注[10-12]，是本文研究的重点。在GNSS卫星绕地运行过程中，GNSS直射信号与反射信号传播路径不同，二者在到达天线时存在相位差，该相位差随卫星运动发生周期性变化，从而使直反射信号发生周期性干涉相长与相消，最终导致接收机记录的载噪比数据随时间变化呈现出类余弦函...
