昆明理工大学布金伟获国家专利权
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龙图腾网获悉昆明理工大学申请的专利一种中国天目一号星载BDS/GPS/GLONASS/Galileo反射信号全球湖泊风速估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119355787B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411462807.7,技术领域涉及:G01S19/53;该发明授权一种中国天目一号星载BDS/GPS/GLONASS/Galileo反射信号全球湖泊风速估计方法是由布金伟;刘馨雨;汪秋兰;杨慧;贺馨;谢佳溪;籍超颖;李欢;范绍强;赵悠雯;王梓逸;何明昊;左小清;朱大明设计研发完成,并于2024-10-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种中国天目一号星载BDS/GPS/GLONASS/Galileo反射信号全球湖泊风速估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种中国天目一号星载BDSGPSGLONASSGalileo反射信号全球湖泊风速估计方法,包括三大模块,分别是基于天目一号星座四个系统BDSGPSGLONASSGalileo反射测量全球湖泊数据提取模块、机器学习算法筛选全球湖泊风速反演相关重要特征变量及SHAP计算输入特征重要性值模块和构建全球湖泊水面风速反演模型模块。本发明首次实现了天目一号星座星载BDSGPSGLONASSGalileo反射信号反演全球湖泊风速反演的定量结果,并采用机器学习方法以提高湖泊风速反演精度,有力推动了星载GNSS‑R在内陆水体风速监测中的巨大潜力。
本发明授权一种中国天目一号星载BDS/GPS/GLONASS/Galileo反射信号全球湖泊风速估计方法在权利要求书中公布了:1.一种中国天目一号星载BDSGPSGLONASSGalileo反射信号全球湖泊风速估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,获取天目一号星座四系统BDS、GPS、GLONASS和Galileo的反射信号数据,ERA5湖泊水面风速、温度、水深、湖冰厚度和降雨量数据,CCMP湖泊风速数据;步骤S2,提取天目一号反射数据观测量,选择ERA5湖泊水面温度、水深、湖冰厚度和降雨量辅助变量数据,先将天目一号反射数据观测量和辅助数据变量合并,再将所有辅助数据集与天目一号数据进行时空匹配,统一时空分辨率,得到匹配后的数据集,具体实施:在时间上,使ERA5和CCMP都对齐到协调世界时上;在空间上,采用二维线性插值进行天目一号数据和两个辅助数据集空间插值,两个辅助数据集为ERA5和CCMP;此外,对于所用到的参考风速,从CCMP和ERA5中提取的风速都为u风分量和v风分量,因此要先进行最优风速计算,从而得到真实风速,其计算公式为: 式中,WS为真实风速,u和v分别为风速的东向分量和北向分量;步骤S3,采用全球湖泊shp文件提取全球湖泊GNSS-R观测数据,根据数据集中的湖泊冰厚辅助参数筛选出湖泊冰厚≤0.05m的数据;步骤S4,数据预处理和数据质量控制过滤,以及划分训练数据集、验证数据集和测试数据集,分别占总数据集的60%、30%和10%;步骤S5,采用机器学习算法筛选用于构建湖泊水面风速模型的特征变量,并用SHAP可解释性框架计算每个模型输入参数的SHAP值;步骤S6,构建基于BDSGPSGLONASSGalileo反射信号的全球湖泊风速机器学习反演模型,并分别利用训练数据集和测试数据集训练不同系统湖泊风速反演模型和测试不同系统反演风速性能。
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