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毛克彪发明专利“利用GNSS-R信号监测土壤水分变化的装置与方法”获得授权
发布者：管理员发布时间：2013-09-21作者：Admin来源：毛克彪点击量：
由我所毛克彪博士负责、联合航天恒星和北京航空航天大学联合开发的利用GNSS-R信号监测土壤水分变化的装置与方法专利获得授权（ZL.200910085118.8）。
本发明涉及一种监测土壤水分变化的装置与方法，尤其是能监测识别裸露地表土壤水分变化的装置与方法。能够应用在气象、环境监测和旱情监测等遥感部门。
目前，公知的监测土壤水分的方法有两种：一种方法是利用电磁脉冲方法,根据电磁波在介质中传播速度来测试介质的介电常数从而测定土壤水分的仪器。通常是在地下埋设探头或者测试时用手将探头扎入地下。这样方法是单点时效性非常好，但缺点是不能反映区域（面）土壤水分的变化情况；另外一种方法是通过遥感数据反演土壤水分，这种方法的优点是能获取大面积土壤水分变化的趋势，但时效性比较差，受卫星运行周期的影响。当天空有云或者降雨时候，热红外和可见光遥感无法监测地表土壤水分变化。星载主动微波受频率的影响，而且对地表粗糙度比较敏感。被动微波虽然受云和大气的影响很小，但分辨率太低（一般一个像元30公里*30公里），而且目前对于大尺度的土壤水分反演算法验证也存在困难，主要是地面实测数据缺乏代表性。为了克服现有土壤水分变化监测不能同时反应区域（面）上平均变化和时效性的缺点，本发明提供一种监测土壤水分变化的装置，该土壤水分变化监测装置不仅能监测土壤水分区域（面）变化，而且能够保证时效性。单个GPS地面反射信号接收机接收地面反射信号强度缺乏一致性，不能准确地反映土壤水分变化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用右旋接收天线直接接收GPS信号。利用左旋接收天线接收GPS地面反射信号，通过GNSS-R微波遥感器处理右旋天线和左旋天线接收到的信号，输出左旋天线和右旋天线接收的信号比值，这个比值就可以用来判断土壤水分的变化情况。本发明的有益效果是，通过GPS地面反射信号和直接信号的比值以及卫星仰角来判断土壤水分的变化，结构简单。还可以通过调节监测装置的高度，以监测不同的区域范围。为农业干旱、气象预报、灾害监测、粮食估产以及国防军事等提供了有效手段和技术支撑。
