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雪是重要的淡水资源,对积雪深度的探测对于气象学、环境科学和水文学等领域意义重大。随着GNSS(Global Navigation Satellite System)理论和应用的不断发展,基于多径效应的 GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflectometry)技术已成为一种新型的雪深采集方式,该技术的理论和模型与传统微波遥感技术有诸多相似之处,同时具有数据量足、全天候、全天时、低成本等突出优势。本文系统介绍了GNSS-R基本理论和研究现状,从电磁波的基本理论出发,讨论了电磁波极化、反射等特性,重点讨论了 GNSS多路径效应和信噪比之间的关系,为利用GNSS-R信号进行反演雪深提供了理论基础。在此基础上,研究了基于GNSS-R信号的雪深反演理论和方法,并利用北极黄河站采集的数据进行了相关研究工作。论文主要研究内容和创新点如下:(1)梳理了 GNSS-R工作原理、观测模式和技术特点,并对GNSS反射信号的极化方式、反射面的反射系数等进行了研究,分析了信噪比SNR序列的特征及影响因素。在此基础上,详细分析了 GNSS多路径效应和信噪比SNR之间的关系;(2)研究了基于GNSS-R信号的雪深反演的反演模型,讨论了去除长期趋势项的信噪比序列dSNR的获取方式,并对利用低卫星高度角的dSNR序列进行频谱分析中的各个数据处理细节展开讨论,最终给出基于GNSS-R信号的雪深反演流程。在数据处理的策略上,提出了基于大样本和质量控制等手段的优化策略;(3)通过分析精度和相关系数等指标,探究了高度角范围、时段长度、卫星数量、方位角、时间尺度、星座结构、信号频率和信噪比强度等多种因素对雪深反演结果的影响。分析各个因子对结果产生影响的原因,最终给出一条较好的反演策略,即选择信噪比强度较高的L1和B1观测值,高度角范围为5～25,多颗卫星和四个方位角的大量观测数据,在一天的时间尺度上,最终可以实现5cm的反演精度;(4)利用给出的反演策略,完成2014年和2015年黄河站的雪深反演,对比新奥尔松气象站给出的实测资料,验证了基于GNSS-R信号的雪深反演技术的有效性。并且在此基础上分析了该方法的适用范围及不足之处。