多模多频GNSS-IR水位反演中的频间偏差分析及改正

准确的水位监测对于水资源调控、水灾监控及气候气象研究十分重要。近年来, 随着全球导航卫星系统的不断发展, 一种GNSS干涉遥感水位反演技术被提出。目前, GNSS-IR水位反演中主要有3类误差: 高度变化误差、高度角弯曲误差和对流层延迟误差, 相关的改正方法也被陆续提出。本文研究了4个GNSS跟踪站(HKQT、SW50、SW51和SW52)的多模多频反演结果, 发现除了已经发现的3类误差外, 还存在一种明显的频间偏差。现有研究对于GNSS-IR频间偏差的研究很少, 尚未达成将其归为GNSS-IR误差源的共识。为了进一步挖掘频间偏差的特性、加深对该误差的认识, 本文计算了不同信号的有效高度(reflector height, RH), 发现不同频率信号的RH反演值间存在差距; 将该差距与波长进行对比分析, 发现该差距与信号波长存在显著的线性关系(相关系数>95%)。该偏差量级在分米级, 表现出了明显的频间偏差系统特性。针对发现的频间偏差及其相关特性, 本文提出了相关的误差改正方法, 结果表明: 顾及频间偏差的改正结果比未顾及频间偏差的反演结果的均方根误差高1.5~12 cm。同时, 改正后的融合反演值的精度较未改正的独立信号的反演值提高了30%~80%;精度的提高得益于多模多频信号提供的大量冗余数据以及对各类误差(包括系统误差、粗差和随机误差)的正确处理。