[发明专利]一种星载GNSS-R海冰边界探测方法及系统

权利要求书

1.一种星载GNSS-R海冰边界探测方法，其特征在于，包括：

获取星载时延-多普勒映射数据；

依据所述星载时延-多普勒映射数据，采用K-means聚类方法确定海水聚类中心波形和海冰聚类中心波形；

获取待探测海域的卫星信号；

确定所述卫星信号与所述海水聚类中心波形间的欧氏距离，记为第一距离；

确定所述卫星信号和海冰聚类中心波形间的欧氏距离，记为第二距离；

根据所述第一距离和所述第二距离间的关系，确定海域类型；所述海域类型包括：海水和海冰；

获取卫星的轨道参数数据，并根据所述轨道参数数据确定对应时间内的镜面反射点位置；

根据所述镜面反射点位置和所述海域类型确定待探测海域的海冰边界位置；

所述根据所述第一距离和所述第二距离间的关系，确定海域类型，具体包括：

判断所述第一距离是否大于所述第二距离，得到判断结果；

当所述判断结果为第一距离大于第二距离时，则确定所述海域类型为海水；

当所述判断结果为所述第一距离小于第二距离时，则确定所述海域类型为海冰。

2.根据权利要求1所述的星载GNSS-R海冰边界探测方法，其特征在于，所述依据所述星载时延-多普勒映射数据，采用K-means聚类方法确定海水聚类中心波形和海冰聚类中心波形，具体包括：

根据所述星载时延-多普勒映射数据得到一维时延相关功率波形；

采用自适应阈值法，根据所述一维时延相关功率波形得到时延映射的有效区；

采用K-means聚类方法，根据所述时延映射的有效区确定所述海水聚类中心波形和所述海冰聚类中心波形。

3.根据权利要求2所述的星载GNSS-R海冰边界探测方法，其特征在于，所述采用自适应阈值法，根据所述一维时延相关功率波形得到时延映射的有效区，具体包括：

获取所述一维时延相关功率波形中各功率值的平均值；

以所述一维时延相关功率波形中峰值功率对应的时延坐标为中心，向所述一维时延相关功率波形的两侧扩展确定首次低于所述平均值的点，则两侧首次低于所述平均值的点间的区域即为所述时延映射的有效区。

4.一种星载GNSS-R海冰边界探测系统，其特征在于，包括：

时延-多普勒映射数据获取模块，用于获取星载时延-多普勒映射数据；

聚类中心波形确定模块，用于依据所述星载时延-多普勒映射数据，采用K-means聚类方法确定海水聚类中心波形和海冰聚类中心波形；

卫星信号获取模块，用于获取待探测海域的卫星信号；

第一距离确定模块，用于确定所述卫星信号与所述海水聚类中心波形间的欧氏距离，记为第一距离；

第二距离确定模块，用于确定所述卫星信号和海冰聚类中心波形间的欧氏距离，记为第二距离；

海域类型确定模块，用于根据所述第一距离和所述第二距离间的关系，确定海域类型；所述海域类型包括：海水和海冰；

镜面反射点位置确定模块，用于获取卫星的轨道参数数据，并根据所述轨道参数数据确定对应时间内的镜面反射点位置；

海冰边界位置确定模块，用于根据所述镜面反射点位置和所述海域类型确定待探测海域的海冰边界位置；

所述海域类型确定模块，具体包括：

判断单元，用于判断所述第一距离是否大于所述第二距离，得到判断结果；

第一海域类型确定单元，用于当所述判断结果为第一距离大于第二距离时，则确定所述海域类型为海水；

第二海域类型确定单元，用于当所述判断结果为所述第一距离小于第二距离时，则确定所述海域类型为海冰。

5.根据权利要求4所述的星载GNSS-R海冰边界探测系统，其特征在于，所述聚类中心波形确定模块具体包括：

一维时延相关功率波形确定单元，用于根据所述星载时延-多普勒映射数据得到一维时延相关功率波形；

有效区确定单元，用于采用自适应阈值法，根据所述一维时延相关功率波形得到时延映射的有效区；

聚类中心波形确定单元，用于采用K-means聚类方法，根据所述时延映射的有效区确定所述海水聚类中心波形和所述海冰聚类中心波形。

6.根据权利要求5所述的星载GNSS-R海冰边界探测系统，其特征在于，所述有效区确定单元，具体包括：

平均值获取子单元，用于获取所述一维时延相关功率波形中各功率值的平均值；

有效区确定子单元，用于以所述一维时延相关功率波形中峰值功率对应的时延坐标为中心，向所述一维时延相关功率波形的两侧扩展确定首次低于所述平均值的点，则两侧首次低于所述平均值的点间的区域即为所述时延映射的有效区。