GNSS-IR Sea Level Retrieval Combining Quality Control with Inter-Frequency Bias Correction

HOU Jinhua; HE Kaifei; SHI Wenwen; WANG Shuo

doi:10.13203/j.whugis20230325

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GNSS-IR Sea Level Retrieval Combining Quality Control with Inter-Frequency Bias Correction

Geodesy and Survey Engineering | 更新时间：2026-11-05

- GNSS-IR Sea Level Retrieval Combining Quality Control with Inter-Frequency Bias Correction
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 50, Issue 10, Pages: 2013-2024(2025)
- 作者机构：
  
  中国石油大学（华东）海洋与空间信息学院，山东青岛，266580
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20230325
  CLC： P228
- Received：24 April 2024，
  
  Published：05 October 2025
- 稿件说明：
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侯金华,贺凯飞,石文文，等.结合质量控制与频间偏差改正的GNSS-IR海面高度反演[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(10):2013-2024.

HOU Jinhua,HE Kaifei,SHI Wenwen,et al.GNSS-IR Sea Level Retrieval Combining Quality Control with Inter-Frequency Bias Correction[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(10):2013-2024.
侯金华,贺凯飞,石文文，等.结合质量控制与频间偏差改正的GNSS-IR海面高度反演[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(10):2013-2024. DOI：,10.13203/j.whugis20230325

HOU Jinhua,HE Kaifei,SHI Wenwen,et al.GNSS-IR Sea Level Retrieval Combining Quality Control with Inter-Frequency Bias Correction[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(10):2013-2024. DOI：,10.13203/j.whugis20230325

摘要

全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）干涉反射测量( interferometric reflectometry，IR)技术已被证实可用于海面测高。为提升GNSS-IR海面高度反演精度，在常用信噪比(signal-to-noise ratio

SNR)频谱质量控制方法的基础上，提出考虑频谱峰值尖锐程度的质量控制新方法，联合对初始反演结果进行质量控制；利用质量控制新方法定权与频间偏差改正建立顾及频间偏差的二阶动态海面改正模型，实现对初始反演结果的多频多系统数据融合与误差改正。通过处理美国SC02和中国香港HKQT两个测站GNSS数据，实验结果表明：使用了质量控制新方法可有效控制粗差出现，较未使用前精度普遍提升1 cm以上；使用顾及频间偏差的二阶动态海面改正模型对初始反演结果进行处理，反演精度提升3 cm以上，在观测环境、数据质量良好的情况下，GNSS-IR海面高度反演精度可达厘米级，但在风速超过20 m/s情况下，反演结果较差；在较大时间窗条件下，所建模型比一阶模型具有更优的动态海面改正效果，反演精度则比未顾及频间偏差模型有明显提升。

Abstract

Objectives

Global navigation satellite system (GNSS) interferometric reflectometry(IR) technique has been proved to be able to monitor sea level. Improving accuracy is the key to GNSS-IR sea level retrieval based on signal-to-noise ratio (SNR) data.

Methods

We propose a new quality control method considering the sharpness of spectrum peak on the basis of the common SNR spectrum quality control methods

and those methods jointly control the quality of the initial retrievals. Then

a second-order dynamic sea surface correction model considering inter-frequency bias is established by combining the new quality control method used for weighting with inter-frequency bias correction

achieving multi-frequency and multi-system data fusion and error correction of initial retrievals.

Results

The GNSS data collected from SC02 in USA and HKQT in Hong Kong

China was processed in the experiment. The accuracy of initial retrievals is generally improved by more than 1 cm after using the new quality control method. The second-order dynamic sea surface correction model considering inter-frequency bias is applied to initial retrievals and improves accuracy by more than 3 cm. When the observation environment and data quality are favorable

the accuracy of GNSS-IR sea level retrieval reach centimeter level

but the retrievals are poor when the wind speed is more than 20 m/s. Under the circumstance of larger time window

the proposed model has better dynamic sea surface correction effect than the first-order model

and the retrieval accuracy is significantly improved than the model without taking into account the inter-frequency bias.

Conclusions

The new quality control method can effectively control the occurrence of gross errors. The second-order dynamic sea surface correction model considering inter-frequency bias has better correction effect than the conventional first-order model and the model without considering the inter-frequency bias.

关键词

Keywords

references

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