(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111396768.1 (22)申请日 2021.11.23 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221116 江苏省徐州市大 学路1号中国 矿业大学科研院 (72)发明人 郑南山　何佳星　丁锐　周勋　 张秋昭　 (74)专利代理 机构 上海德誉达专利代理事务所 (普通合伙) 31426 代理人 夏燕 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G01S 19/32(2010.01) G01N 22/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双频融合 反演方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于GPS干涉反射模式的 NDVI双频融合反演方法， 涉及微波遥感技术领 域， 具体为一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双 频融合反演方法， 包括以下步骤： S1、 采集GPS数 据， 预处理卫星数据， 获取各颗卫星 L1、 L2波段的 高度角和信噪比数据； S2、 拟合两个波段的直射 信号信噪比， 从整体信噪比中去除信噪比趋势 项， 分离出反射信号的信噪比； S3、 对反射信号信 噪比数据进行分析， 获取主频率， 进而求得有效 天线高度； S4、 采用非线性最小二乘方法， 对去除 趋势项后的反射信号进行拟合， 得到振幅观测 值； S5、 获取融合数据后的归一化振幅值。 本发明 能够有效反演植被归一化指数NDVI， 应用范围 广， 反演精度高， 能够解决现实技术中存在的问 题， 极具应用前 景。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 114091337 A 2022.02.25 CN 114091337 A 1.一种基于GP S干涉反射模式的NDVI双频融合反演方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 采集GPS数据， 并预处理卫星数据， 获取各颗卫星L1、 L2波段的高度角和信噪比数 据； S2、 拟合两个波段的直射信号信噪比， 从整体信噪比中去除信噪比趋势项， 分离出直射 信号信噪比得到反射信号信噪比； S3、 对反射信号信噪比数据进行分析， 获取主频率， 进 而求得有效天线高度； S4、 采用非线性最小二乘方法， 对去除趋势项后的反射信号进行拟合， 得到振幅观测 值； S5、 获取融合数据后的归一 化振幅值； S6、 构建NDVI与归一 化振幅的BP神经网络反演模型。 2.根据权利 要求1所述的一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双频融合反演方法， 其特征 在于， 步骤S1中获取的GPS数据为n文件和d文件， 经过TEQC软件解算后得到L1、 L2波段的高 度角和信噪比值， 使用滤波方法， 对原 始信噪比数据光滑去噪。 3.根据权利 要求1所述的一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双频融合反演方法， 其特征 在于， 步骤S2中采用低阶多 项式拟合 直射信号信噪比， 分离出反射信号， 公式如下：    （1）   （2） 式中，SNRd为直射信号信噪比， SNRt为整体信号信噪比， SNRm为反射信号信噪比。 4.根据权利 要求1所述的一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双频融合反演方法， 其特征 在于， 步骤S3中截取适当的低卫星高度角， 采用Lomb ‑Scargle频谱分析方法得到主 频率， 进 而求得有效天线高度， 公式如下：    （3） 式中，h为有效天线高度， λ为波段波长， f为从波段中提取的主频率。 5.根据权利 要求1所述的一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双频融合反演方法， 其特征 在于， 步骤S4中对反射信号进 行重采样， 构建高度角正弦值与卫星反射信号的函数模型， 采 用非线性 最小二乘方法取 得振幅观测值， 公式如下： （4） （5） 式中，A为余弦拟合函数 的振幅，E为卫星高度角， 为余弦拟合函数 的相位， 通过迭代 算法使得残差 Q达到最小值时， 求得振幅观测值 A。 6.根据权利 要求1所述的一种基于GPS干涉反射模式的NDVI双频融合反演方法， 其特征 在于， 步骤S5中对于波段L1、 L2 （ k=1， 2） ， 第 i颗卫星的第 j天振幅观测量为 (i=1， 2，…，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091337 A 2M; j=1， 2，…，N)， 其在第 i颗卫星的整个观测过程中的振幅观测序列为 ， 计算第i颗卫 星的第j天振幅观测值的指标， 公式如下：     （6） 计算第i颗卫星的第 j天振幅观测值在第 i颗卫星总天数 N中的比重， 公式如下： （7） 计算第i颗卫星振幅观测值的指标熵， 公式如下：    （8） 计算第i颗卫星振幅观测值指标熵的权 重， 公式如下：   （9） 计算数据融合后的第 i颗卫星的第 j天振幅观测值， 公式如下：    （10） 对L1、 L2波段获得的振幅值进行加权， 取得双频融合后的振幅值， 将其进行归一化处理 后得到NDVI反演值， 使用如下公式：                 （11） 。 7.根据权利要求1所述的一种基于GPS ‑IR的NDVI双频融合反演方法， 其特征在于， 步骤 S6中确定 激活函数， 公式如下：                  （12） 设置误差函数， 对权值和阈值 不断进行调整， 公式如下：          （13） 式中，d0(k)为输入值， y0(k)为输出值， E为残差值; 设置BP神经网络隐藏层神经 元个数， 公式如下：                 （14） 式中，m表示隐藏层神经 元个数，n和q分别表示输入和输出个数， a为0~10的整数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091337 A 3