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Remote sensing using coherently reflected signals of Global Navigation Satellite Systems: Opportunities and Challenges

Semmling, Maximilian und Wickert, Jens und Stienne, Georges und Divine, Dmitry V. und Moreno, Mario und Hoque, Mohammed Mainul und Gerland, Sebastian und Reboul, Serge (2021) Remote sensing using coherently reflected signals of Global Navigation Satellite Systems: Opportunities and Challenges. Kleinheubacher Tagung 2021, 28.–30. Sep. 2021, Miltenberg, Germany.

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Kurzfassung

Signal reflection, in the sense of multipath, is one of the most critical error sources in precise radio-based navigation. Intensive research evolved during the last two decades to apply reflected signals of GNSS (Global Navigation Satellite Systems) for remote sensing (reflectometry) of ocean and land surfaces. We conducted a series of reflectometry experiments since 2010 to study the occurrence of coherent GNSS reflection and the radio wave's interaction with water and sea-ice surfaces. These studies, led by GFZ, comprised airborne and ship-based measurements. The airborne measurements were realized with a Zeppelin NT airship over Lake Constance, with the HALO (High Altitude Long range) research aircraft over the Mediterranean Sea and in cooperation with ULCO along the channel coast in Northern France using a gyrocopter aircraft. The ship-based measurements were conducted during expeditions of Norwegian research vessels (Lance, Kronprins Haakon), led by NPI, to Arctic sea ice in Fram Strait, Barents Sea and aboard the German research vessel Polarstern during the MOSAiC expedition (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) to the central Arctic. Two main objectives were defined for these investigations: on the one hand, to measure the carrier phase of the reflected signal for surface height retrieval and on the other hand to estimate reflected signal power as a parameter for sea-ice remote sensing. The results demonstrated that coherent GNSS reflections can be used to resolve variations of the water surface (geoid undulation and sea surface topography) and to resolve the permittivity contrast of sea ice under variable conditions (ice concentration and ice type). We will give a review on these experiments and the results in combination with a glance on the evolution of GNSS reflectometry research in general. Finally, challenges that arise for coherent signal requirement, e.g., due to surface roughness and atmospheric irregularities will be discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144674/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Remote sensing using coherently reflected signals of Global Navigation Satellite Systems: Opportunities and Challenges
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Semmling, MaximilianMaximilian.Semmling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5228-8072NICHT SPEZIFIZIERT
Wickert, JensGeoForschungsZentrum Potsdamhttps://orcid.org/0000-0002-7379-5276NICHT SPEZIFIZIERT
Stienne, GeorgesLaboratoire d’Informatique, Signal et Image de la Côte d’OpaleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Divine, Dmitry V.Norwegian Polar Institute, Fram Centre, Tromsø, NorwayNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moreno, Mariomario.moreno (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoque, Mohammed MainulMainul.Hoque (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5134-4901NICHT SPEZIFIZIERT
Gerland, SebastianNorwegian Polar Institute, Fram Centre, Tromsø, Norwayhttps://orcid.org/0000-0002-2295-9867NICHT SPEZIFIZIERT
Reboul, SergeLaboratoire d’Informatique, Signal et Image de la Côte d’OpaleNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:GNSS reflectometry, Sea Surface Altimetry, Remote Sensing
Veranstaltungstitel:Kleinheubacher Tagung 2021
Veranstaltungsort:Miltenberg, Germany
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:28.–30. Sep. 2021
Veranstalter :U.R.S.I. Landesausschuss in Deutschland e.V.
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Ionosphäre
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solar-Terrestrische Physik
Hinterlegt von: Semmling, Dr. Maximilian
Hinterlegt am:02 Dez 2021 07:12
Letzte Änderung:02 Dez 2021 07:12

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