一种结合载波信号和信噪比（SNR）的GNSS-IR海面高度融合方法

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：A fusion method of GNSS-IR sea surface height using the Carrier and SNR

　　

摘要：

通过干涉测量反射技术，可以利用全球导航卫星系统（GNSS）的反射信号来获取海面高度（SSH）。在这一过程中，信噪比（SNR）和载波相位可以被用于反演计算。如何结合这两种信息以提高SSH反演的准确性一直是研究的重点。因此，本研究提出了一种基于贝叶斯的多源数据融合框架，该框架能够有效结合SNR和双频载波相位信息。实验在美国阿拉斯加的AT01站点进行，使用了来自伽利略卫星导航系统的S5Q和S7Q信号的SNR以及L5和L7Q的载波相位数据。在贝叶斯融合中采用了三种组合方式：Fused-1结合S5Q和L5Q-L7Q、Fused-2结合S7Q和L5Q-L7Q、以及Fused-3结合S5Q、S7Q和L5Q-L7Q。数值结果显示，仅使用S5Q、S7Q和L5Q-L7Q进行反演时，其均方根误差（RMSE）分别为19.83厘米、19.45厘米和19.50厘米；而所提出的融合方法显著提高了反演精度，Fused-1、Fused-2和Fused-3的RMSE分别为10.79厘米、11.29厘米和9.23厘米。残差分析和Bland-Altman分析也表明，所提出的融合方法在一致性和偏差方面表现更优。每日RMSE的统计数据显示，该方法能够有效解决单一信号反演中的大幅波动问题，并将波动范围稳定在5至15厘米之间。此外，在洪水和退潮等特殊情况下，该方法仍能取得良好的反演效果。SC02站点的实验进一步证明了该方法的有效性，即使单独反演已经具有较高的精度。