专题：GNSS地表反射信号遥感技术

内容导读

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)为用户提供了位置、速度及时间服务，已被广泛地应用于交通、农业、安全等领域。随着无线电技术发展以及低成本、高密度对地观测需求的增长，地表反射的GNSS信号作为一种新型的遥感源被用于地表物理参数的探测。该技术被称为GNSS-Reflectometry(GNSS-R)，通过协同接收、处理及分析GNSS直达和经地表反射的信号实现地表物理参数的探测与反演，是一种新型的双/多基外辐射探测手段，已通过地基、机载及星载平台实现了海面风速、海面高度、陆表土壤湿度/植被、积雪及形变等参数的探测。作为一种全新的对地观测技术，GNSS-R技术正处于高速发展阶段。近年来，无论在GNSS地表反射信号处理、参数反演模型及遥感应用等方面均取得了重大进展。鉴于此，《无线电工程》2021年第10期推出“GNSS地表反射信号遥感技术”专题。专题采用公开征稿方式组织稿件, 在所有通过专家函评的稿件中, 最终确定录用稿件8篇。专题内容涵盖了岸基、机载及星载3个平台，囊括了陆表和海洋2个应用领域的研究成果。

论文《基于RMSprop的高精度GNSS-R镜面反射点预测算法》针对星载GNSS-R镜面反射点计算效率问题，研究了Root Mean Square (RMS) prop算法在镜面反射点估计中的应用，加快了镜面反射点估计的收敛速度，对星载GNSS反射信号的快速处理具有重要意义。在海洋应用方面，专题部署了2篇论文。论文《无人机载北斗反射信号的海面测高性能评估》着重于机载GNSS-R海面高度测量应用，瞄准北斗在遥感领域的应用以及无人机遥感的热点，评估了机载北斗海面反射信号高度测量性能，对GNSS-R接收机在无人机平台上的搭载具有推动意义。论文《岸基GNSS反射信号有效波高反演研究》针对近岸海域有效波高探测问题，在接收机优化层面提出了岸基接收机选星的优化策略和方法，在反演算法层面研究了岸基平台GNSS-R探测有效波高的可行性、算法及性能，对长期观测近海有效波高具有重要意义。在陆表参数探测方面，专题针对土壤湿度、形变典型应用和沙漠参数探测新应用进行了部署。论文《基于PSO-RF的GNSS-IR土壤湿度反演方法研究》探索了智能优化算法在陆表参数反演中的应用，利用粒子群优化算法和随机森林算法开展了GNSS-R土壤湿度反演算法的研究，旨在提高土壤湿度反演精度。针对高精度、全天候形变监测需求，论文《GNSS-R形变测量技术综述》论述了GNSS-R在形变监测应用中的研究进展，应用现状及特点，并探讨了该技术的发展趋势，对GNSS-R在形变监测领域的应用具有重要意义。扩展GNSS-R应用领域是该技术发展的趋势之一，鉴于此，专题部署了论文《GNSS反射信号在沙丘形状探测中的应用》。论文旨在将GNSS-R技术应用于沙漠特征参数的探测，研究了GNSS-R探测沙丘形状的可行性，有效地推动GNSS-R技术应用领域的扩展。《基于GNSS-IR技术高精度水库水位监测研究》一文充分利用商用的高精度定位接收机，将部署在水库坝体上的多个接收机联网监测，提出了反演水库水位高度的有效算法，拓展了水库坝体形变监测系统的应用范围，特别是在水库水位现有技术手段失效的情况下能够给出水位的高精度测量，大大提升了安全警戒的信息化水平。为了将GNSS-R技术应用推向实用，专题还组织了一篇海洋遥感应用系统介绍的文章，旨在通过该文章的阐述向同行传递一种信息，GNSS-R已经可以向实用化方向发展了，如能引起相应的行业管理部门重视就达到工程类学术文章的终极目的了。

专题面向GNSS-R技术研究前沿，既有海洋和陆表典型应用的研究，也有新应用领域的探究；即有针对星载平台的研究，也有低海拔的地基和机载平台的研究；既有针对具体问题而开展的模型算法的研究，也有针对特殊应用领域开展的综述性讨论。尽管专题在部署方面，尽量聚焦GNSS-R前沿研究，但鉴于该技术近年来的快速发展，新理论、新应用日新月异，加之策划人水平有限，专题内容部署方面仍存在不足。专题的出版得到了上海航天电子技术研究所盛志超、上海海洋大学张云、中国石化胜利油田俞永庆、山东农业大学孙波、武汉大学严颂华、延安大学曹新亮、河海大学何秀凤、北京航空航天大学王峰等研究人员的大力支持，谨在此衷心地感谢他们提供的优质稿件。在专题出版之际，特此感谢参与稿件函评的各位专家学者,感谢他们对稿件的审阅和提出宝贵意见，保证了专题稿件的质量。最后, 感谢《无线电工程》编辑部各位老师的辛勤工作和大力支持。希望本专题对GNSS-R理论和应用研究能够起到借鉴和促进作用。