Kaksoisympyräpolarisoitu GNSS-reflektometri maan ja meren kaukokartoitukseen
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
Oulun yliopisto
Väitöksen aihe
Kaksoisympyräpolarisoitu GNSS-reflektometri maan ja meren kaukokartoitukseen
Väittelijä
Diplomi-insinööri Ankit Regmi
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, CWC - Radioteknologiat
Oppiaine
Tietoliikennetekniikka
Vastaväittäjä
Professori Rüdiger Haas, Chalmersin teknillinen korkeakoulu
Kustos
Dosentti Marko E. Leinonen, Oulun yliopisto
Maan- ja merenpinnan havainnointi heijastuneiden GPS-signaalien avulla
Ympäristön kaukokartoitus on ratkaisevan tärkeää ilmastonmuutoksen vaikutusten havainnoinnissa. Tämä väitöstutkimus esittelee heijastuneiden Global Navigation Satellite System (GNSS) -signaalien analysointia maan- ja merenpintojen kaukokartoituksessa. Erilaisilta pinnoilta heijastuvien GNSS-signaalien hyödyntäminen mahdollistaa tärkeiden parametrien kuten merenpinnan tason, merijään paksuuden, maaperän kosteuden jne., tutkimisen GNSS-Reflectometry-menetelmällä (GNSS-R). Tässä opinnäytetyössä kehitettiin kustannustehokas GNSS-R-järjestelmä keräämään sekä suoraan edenneitä, että heijastuneita GNSS-signaaleja erilaisten pintojen karakterisointia varten.
Tämän opinnäytetyön aikana tehdyissä GNSS-R -mittauksissa tutkittiin pinnan ominaisuuksia eri vuodenaikoina ja pintaolosuhteissa. Merijään paksuutta arvioitiin kokonaistiedosta, joka on johdettu GNSS-R -signaalien avulla lasketun merenpinnan poikkeaman ja Ilmatieteen laitoksen merenpintatietojen erosta. Jään läpi kulkeneen GNSS-signaalin muutokset mahdollistivat jään paksuuden tarkan mittaamisen.
Vastaanotetun GNSS-datan tilastolliset ominaisuudet osoittivat korrelaation tuulen nopeushavaintojen kanssa avomerellä. Avomeren ja maan suhteellinen permitiivisyys mitattiin hyödyntämällä heijastuneiden GNSS-signaalien sähkömagneettisen aallon polarisaation muutosta. Kaksoiskiertopolarisoidun GNSS-R-järjestelmän dynaamisten mittausten käytännöllisyyttä erilaisiin kaukokartoitussovelluksiin testattiin dronen avulla.
Kehitetty järjestelmä ja GNSS-signaalien polarimetrinen analyysi tarjoavat tärkeitä työkaluja muuttuvan ympäristömme tutkimukseen.
Tämän opinnäytetyön aikana tehdyissä GNSS-R -mittauksissa tutkittiin pinnan ominaisuuksia eri vuodenaikoina ja pintaolosuhteissa. Merijään paksuutta arvioitiin kokonaistiedosta, joka on johdettu GNSS-R -signaalien avulla lasketun merenpinnan poikkeaman ja Ilmatieteen laitoksen merenpintatietojen erosta. Jään läpi kulkeneen GNSS-signaalin muutokset mahdollistivat jään paksuuden tarkan mittaamisen.
Vastaanotetun GNSS-datan tilastolliset ominaisuudet osoittivat korrelaation tuulen nopeushavaintojen kanssa avomerellä. Avomeren ja maan suhteellinen permitiivisyys mitattiin hyödyntämällä heijastuneiden GNSS-signaalien sähkömagneettisen aallon polarisaation muutosta. Kaksoiskiertopolarisoidun GNSS-R-järjestelmän dynaamisten mittausten käytännöllisyyttä erilaisiin kaukokartoitussovelluksiin testattiin dronen avulla.
Kehitetty järjestelmä ja GNSS-signaalien polarimetrinen analyysi tarjoavat tärkeitä työkaluja muuttuvan ympäristömme tutkimukseen.
Viimeksi päivitetty: 7.3.2025