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申请/专利权人：昆明理工大学

摘要：本发明公开了TDS‑1卫星掠射角星载GNSS‑R极地海冰上空对流层湿延迟和大气水汽含量反演方法，包括：获取TDS‑1GNSS‑R原始中频信号数据、VMF3网格数据、GPT3网格数据、ERA5数据；掠射角星载GNSS‑R对流层湿延迟估计误差校正；结合掠射角星载GNSS‑R相位测量理论模型和顾及映射函数的倾斜对流层延迟理论模型构建掠射角星载GNSS‑R对流层湿延迟估计模型；掠射角星载GNSS‑RZWD的计算；基于GPT3模型计算目标点的Tm值，并将Tm值带入转换因子ΙΙ中，结合计算的GNSS‑RZWD进而获得GNSS‑RIWV估计值；采用参考数据验证GNSS‑RZWD和IWV反演性能。本发明方案可为极地冰面上提供高精度、高时空分辨率以及低成本的大气水汽观测数据，以填补极地区域由于GNSS接收机稀疏、难以到达的地形和GNSS卫星轨道倾角限制等导致的大气水汽观测数据空白。

主权项：1.一种TDS-1卫星掠射角星载GNSS-R极地海冰上空对流层湿延迟和大气水汽含量反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，获取TDS-1GNSS-R原始中频信号数据、VMF3网格数据、GPT3网格数据、ERA5数据；步骤S2，掠射角星载GNSS-R对流层湿延迟估计误差校正；步骤S3，结合掠射角星载GNSS-R相位测量理论模型和顾及映射函数的倾斜对流层延迟理论模型构建掠射角星载GNSS-R对流层湿延迟估计模型；具体包括以下子步骤：步骤S3.1，构建掠射角星载GNSS-R相位测量理论模型，其表达式为： 式中，和分别表示GNSS卫星的位置矢量、镜面点和TDS-1卫星在以地球为中心的地球固定ECEF坐标中的位置矢量，btx和brx分别是GNSS发射器和TDS-1卫星接收器的时钟偏差，IR是电离层对载波相位的影响，TR是对流层延迟；在校正由电离层传播、GNSS卫星轨道和钟差、TDS-1轨道和钟差引起的误差以及噪声和周跳之后，残余载波相位主要受到大气中的对流层延迟影响，对流层信息测量方程表达为： 式中，是反射信号相位距离；步骤S3.2，利用反射信号的残余相位估计GNSS-R倾斜对流层延迟： 式中，∧表示等式9中变量的估计，表示等式9中的几何和时钟分量，M表示相位模糊度的未知整数，ò表示各种估计误差和噪声的影响；倾斜对流层延迟建模为：TRt＝2×ZHDt×mdryθt+ZWDt×mwetθt+ΔLge,α12 式中，mdry和mwet分别是对流层干延迟和湿延迟的映射函数，ΔLge,α为大气在水平方向梯度变化引起的误差，e为卫星的截止高度角，α为卫星的方位角，和是根据网格数据进行插值得到的，则有如下表达式： 步骤S4，掠射角星载GNSS-RZWD的计算；步骤S5，基于GPT3模型计算目标点的Tm值，并将Tm值带入转换因子ΙΙ中，结合计算的GNSS-RZWD进而获得GNSS-RIWV估计值；步骤S6，采用参考数据验证GNSS-RZWD和IWV反演性能。

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