地理分区风速反演算法

高风速误差减半

针对全球导航卫星系统反射测量技术中观测值随地理位置规律性变化的问题，提出一种考虑地理差异的改进反演方法。

Zheng, Li · 郭斐 · Chen, Fade · 张智宇 · Xiaohong, Zhang

Satellite Navigation 2023

参数信息

RMSE（风速0–20 m/s）

1.34 m/s

相关系数（风速0–20 m/s）

0.90

RMSE（风速20–30 m/s）

4.06 m/s

相关系数（风速20–30 m/s）

0.45

技术优势

高风速误差减半

在20–30 m/s风速段，RMSE从8.07 m/s降至4.06 m/s，相关系数从0.04提升至0.45，使得高风速反演从几乎不可用变为具有一定参考价值。

低风速精度提升

即便在低风速段（0–20 m/s），RMSE也从1.52 m/s进一步降至1.34 m/s，相关系数达到0.90，表明算法对风速整体反演能力增强。

地理分区有效

观测值随地理位置规律性变化，传统方法因非单调性无法建模；通过分区独立反演，有效降低了由地理差异引起的系统误差。

兼顾高低风速

通过融合随机训练样本与重采样样本的反演结果，在提高高风速精度的同时保持低风速精度不退步。

应用场景

• 卫星遥感数据服务：提升GNSS-R风速产品的精度，尤其改善高风速段数据质量。
• 海洋气象监测：为台风、风暴等高风速事件提供更可靠的海面风速观测。
• 精密测量与仪器：通过地理分区改进反演模型，提高风速测量的准确度。
• 可再生能源评估：为海上风能资源评估提供更准确的风速数据，尤其是极端风速。