[发明专利]基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法及设备

权利要求书

1.一种基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，包括：步骤1：采用一智能手机，分时获取直达与反射数据；步骤2：对反射数据和直达数据进行滤波和可视化；步骤3：加入手机天线朝向、手机固定方式、地形起伏、土壤粗糙度影响因素，确定正式测量时所要满足的外界条件；步骤4：进行随空间变化实验和随时间变化实验，从实验数据得到信噪比值和原位土壤湿度的线性关系。

2.根据权利要求1所述的基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，步骤1中的直达与反射数据获取，采用智能手机分时接收北斗GEO信号，编写程序读取NMEA0183格式的txt文件。

3.根据权利要求2所述的基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，步骤2中的对反射数据和直达数据进行滤波，是对一分钟直达数据去除异常时刻后取平均，对三分钟反射数据进行巴特沃斯低通滤波。

4.根据权利要求3所述的基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，步骤4中的线性关系为y＝ax+b，是根据一一对应的多组实验数据最小二乘拟合以及霍夫变换拟合，综合考虑两种拟合结果得到的线性关系。

5.根据权利要求4所述的基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，所述对直达数据进行滤波和可视化，包括：

其中，d_av为直达数据去除无效时刻后的平均值，n为60秒内信噪比为0的时刻数，d(x,5)为直达数据信噪比，x为1至60的整数。

6.根据权利要求5所述的基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，所述正式测量时所要满足的外界条件，包括：将手机头朝向卫星方向放置，手机头朝向卫星和手机侧面朝向卫星相比，内置天线所接收的信号在第一种情况下更稳定；将手机平行于地面放置，手机背部放置一屏蔽板，避免反射信号和直达信号间相互干扰；实验目标区的地形起伏越小，周围地物越简单，信号的波动就越小，周围植被和房屋会反射或散射卫星信号，实验区域土壤的粗糙度和湿度的差异在预定阈值内，以保证均匀性。

7.根据权利要求6所述的基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计方法，其特征在于，所述从实验数据得到信噪比值和原位土壤湿度的线性关系，包括：随时间变化的实验步骤是，选择平整的狭长的土壤湿度变化大的土壤，沿着该区域匀速缓慢地移动，采用金属板固定智能手机按1:3的分时比接收直达信号和反射信号，采用土壤湿度计测量原位土壤湿度，比较原位土壤湿度和信噪比比值的变化趋势；随空间变化的实验步骤是，选择一个固定的土壤区域，在降雨前后每天完成实验，获得原位土壤湿度值和信噪比比值，比较其在降雨过程中的变化趋势。

8.一种基于智能手机北斗导航数据的土壤湿度估计装置，其特征在于，包括：第一主模块，用于实现步骤1：采用一智能手机，分时获取直达与反射数据；第二主模块，用于实现步骤2：对反射数据和直达数据进行滤波和可视化；第三主模块，用于实现步骤3：加入手机天线朝向、手机固定方式、地形起伏、土壤粗糙度影响因素，确定正式测量时所要满足的外界条件；第四主模块，用于实现步骤4：进行随空间变化实验和随时间变化实验，从实验数据得到信噪比值和原位土壤湿度的线性关系。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，

所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至7任一项权利要求所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至7中任一项权利要求所述的方法。