大面积土壤湿度测量方法

摘要

本发明提供一种大面积土壤湿度测量方法，设置一个垂直极化接收天线、一个GPS接收机，以及进行信号处理的计算机，测量过程包括利用GPS信号及其反射信号的干涉效应来进行处理。这种技术方案利用广泛存在的GPS信号作为信号源，可以全天候大面积测量且成本低廉，并利用干涉效应更进一步简化了接收装置。

主权项

一种大面积土壤湿度测量方法，其特征在于：设置一个垂直极化天线、一个GPS接收机，以及进行信号处理的计算机，测量过程包括以下步骤，步骤1，利用垂直极化天线同时接收来自空中的直达信号和来自地面的反射信号，形成干涉信号；所得干涉信号由GPS接收机接收后输出至进行信号处理的计算机；计算机连续采样获取干涉信号的功率序列；步骤2，计算机对干涉信号的功率序列进行一阶和二阶微分运算，并根据运算结果给出干涉信号的所有峰值点和谷值点；然后通过峰值点的最小值和谷值点的最大值搜索拐点；步骤3，根据步骤2搜索所得拐点获取对应的入射角值，所述拐点是干涉信号的所有峰值点中的最小点和所有谷值点中的最大点，若两者所处的角度相同，则任取一个作为入射角γ0；若两者的所处的角度有细微差别，则取其平均值作为入射角γ0；利用入射角值和介电常数的关系求解此时对应的介电常数，具体实现方式为由公式cos2γ0·ε2‑ε+sin2γ0＝0来求得对应的介电常数ε；利用介电常数与土壤湿度的半经验模型计算土壤湿度。