1. GNSS-R：衛(wèi)星導(dǎo)航反射信號(hào)

a. 算法：兩種基本方式

i. 天線向下，用LHCP天線（左旋圓極化天線），需要較高高度角的衛(wèi)星信號(hào)，用歸一化處理。自制軟件接收機(jī)和硬件接收機(jī)

ii. 天線向上，用RHCP天線（測(cè)地型天線，右旋圓極化天線），需要較低高度角的衛(wèi)星信號(hào)，用干涉法處理。主要由科羅拉多大學(xué)的Larson用SNR，北海道大學(xué)的Ozeki用L4

iii. 極化：衛(wèi)星是發(fā)射右旋圓極化信號(hào)，經(jīng)過(guò)地面反射后往往變成左旋圓極化（往往→需要較高的高度角才會(huì)變；低高度角，往往不變）

1) 發(fā)展方向→天線向下模式（未來(lái)接收機(jī)要放在地軌衛(wèi)星，航載等等有關(guān)）

b. GNSS-R接收機(jī)

i. CNSS-R接收機(jī)不同于定位接收機(jī)和掩星接收機(jī)。點(diǎn)播經(jīng)過(guò)海面散射或反射后，由于多路徑傳播，其合同幅度和相位隨時(shí)間發(fā)生激烈變化。通常，鎖相環(huán)接收機(jī)容易發(fā)生相位失鎖和跟蹤丟失。因此，GNSS-R接收機(jī)采用開(kāi)環(huán)接收機(jī)，將多顆GPS衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過(guò)下變頻得到中頻，然后進(jìn)行采樣。

ii. 最初的接收機(jī)是DMR，只提供相關(guān)功率波形的延進(jìn)數(shù)據(jù)，后來(lái)發(fā)展為DDMR接收機(jī)（delay/doppler-mapping receiver）。

iii. 軟件接收機(jī)/硬件接收機(jī)

c. GNSS信號(hào)反射類型

i. 光滑表面：反射屬于鏡面反射，主要針對(duì)地面，接收的反射信號(hào)能量主要來(lái)自主要針對(duì)地面，接收的反射信號(hào)能量主要來(lái)自主反射區(qū)

ii. 粗糙表面：屬于漫反射，主要針對(duì)海面，接收的反射信號(hào)來(lái)自于遠(yuǎn)大于地面反射的閃爍區(qū)。

d. 優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)

i. 無(wú)需單獨(dú)的發(fā)射機(jī)，可直接接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，成本低，功耗小

ii. 信號(hào)源豐富，可用四系統(tǒng)上百顆衛(wèi)星，時(shí)空分辨率高

iii. 極區(qū)：測(cè)高衛(wèi)星vs即便只用GPS的覆蓋→覆蓋密

e. 空基GNSS-R（接收機(jī)在天上）

i. 計(jì)劃：CYGNSS計(jì)劃、TechDemoSat-1計(jì)劃，G-TERN計(jì)劃

1) CYGNSS：收集熱帶氣旋觀測(cè)數(shù)據(jù)

2) TechDemoSat-1：海洋粗糙度

3) G-TERN（未升空）：考慮到了冰凍圈

4) 國(guó)內(nèi)：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心，將搭載于中國(guó)的空間站

ii. 優(yōu)勢(shì)：比如海上，也能夠有覆蓋。而對(duì)于海面風(fēng)場(chǎng)的研究，這種海上的覆蓋比以往技術(shù)的海上覆蓋會(huì)有所提升。

iii. 問(wèn)題：這些計(jì)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往不包括極區(qū)

f. 應(yīng)用

i. 反演海面風(fēng)場(chǎng)的原理：海面粗糙度→風(fēng)場(chǎng)（是一種方言）

ii. 反演土壤濕度：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，智慧農(nóng)業(yè)

iii. 反演海冰：在岸邊架設(shè)接收機(jī)→有海冰可以看海冰，沒(méi)有海冰可以看潮位

iv. 反演雪厚：

1) 傳統(tǒng)方法：超聲雪深探測(cè)器

2) 原理：本質(zhì)上是反演積雪高度的變化，但是基本上沒(méi)有穿透（除了剛下新雪時(shí)）

a) 干雪區(qū)域：穿透深度可以達(dá)到雪面之下80~90m？

3) 問(wèn)題：?jiǎn)晤w衛(wèi)星結(jié)果不可靠，要多顆衛(wèi)星同時(shí)約束才比較可靠

4) （黃河站雪厚反演：站條件不是很好：其一在于不在基巖上，其二在于周圍有個(gè)小山遮擋）

5) 總之：能不能做反演雪厚，需要可行性論證，也需要檢核

6) 一些過(guò)程要點(diǎn)：

a) 剔除直達(dá)分量，得到反射分量

b) 頻譜分析（反射信號(hào)，可能存在主頻信號(hào)不明顯的問(wèn)題）

c) 不同觀測(cè)值的組合，多星數(shù)據(jù)聯(lián)合（衛(wèi)星數(shù)量，衛(wèi)星高度角…）

7) 氣象站（Field Measurement）：一天給一個(gè)值；衛(wèi)星：一天可以給一堆值

g. 問(wèn)題：需要接收機(jī)能夠接收到反射信號(hào)（一些吉首站的設(shè)計(jì)就是不想接收到反射信號(hào)，這種能不能做出來(lái)要嘗試）

2. 三維激光掃描（攝影測(cè)量？）

a. 應(yīng)用場(chǎng)景：地面、車載、機(jī)載、SLAM、船載

b. 傳統(tǒng)方式：

i. RTK：雖然快，但人也要到。作業(yè)效率也不是很高。冰川躍動(dòng)也會(huì)使得RTK運(yùn)動(dòng)速度觀測(cè)幾乎不可能。

ii. …

c. 設(shè)備：RIEGL USA

i. 量程：6 km

ii. 價(jià)格：百萬(wàn)級(jí)

iii. 限制：不能有霧有云，不然效果會(huì)很差

d. 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理流程

i. 多站點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)

ii. 多占點(diǎn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合及抽稀（調(diào)整點(diǎn)云空間分布，足夠即可）

iii. 數(shù)據(jù)濾波

iv. 數(shù)據(jù)裁剪和冰川區(qū)柵格DEM創(chuàng)建

e. 優(yōu)勢(shì)：非接觸、高精度、高分辨率，自動(dòng)化程度高、復(fù)雜環(huán)境測(cè)量、超長(zhǎng)測(cè)量距離

i. 作用：獲取冰面DEM→冰川面積平均退縮率→可用于研究冰面退縮，質(zhì)量平衡…

ii. 最好的測(cè)量位置：山頂。但是作業(yè)環(huán)境惡劣

iii. 其次：山腳，但是可能會(huì)有一些被遮擋的空洞區(qū)

f. 問(wèn)題：所獲得的高程變化包括了冰和新雪（因?yàn)榇┩覆涣朔e雪），在研究冰面高程變化時(shí)會(huì)有問(wèn)題

i. 傳統(tǒng)方法：花桿+測(cè)繪

3. 冰川物質(zhì)平衡：冰川監(jiān)測(cè)中的最重要的指標(biāo)

a. 冰川學(xué)法（傳統(tǒng)方法）：花桿-雪坑法

i. 花桿看高程變化，雪坑看雪的密度

b. 三維激光掃描得到的本質(zhì)上終究是測(cè)繪的結(jié)果。還是需要密度信息的輔助才能得到物質(zhì)平衡

i. 大地測(cè)量學(xué)法：核心在計(jì)算冰量-物質(zhì)轉(zhuǎn)換密度參數(shù)

4. 躍動(dòng)冰川：如果下游有居民區(qū)，則這種冰川對(duì)居民生產(chǎn)生活影響很大，需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)

a. 三維激光掃描可以用于監(jiān)測(cè)躍動(dòng)冰川速度（人上去比較困難/危險(xiǎn)）

5. 各種測(cè)繪技術(shù)在冰川觀測(cè)的優(yōu)劣對(duì)比（見(jiàn)PPT）

中國(guó)：“非常小的冰川”（面積小于0.5平方千米）的冰川占70%，用衛(wèi)星不太看得到→三維激光掃描很好