GNSS-R for soil parameters determination

Abstract

La reflectometría en Sistemas globales de navegación por satélite (GNSS-R) es una tecnología basada en la utilización de las señales procedentes del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) la cual, estudiando las reflexiones de dichas señales sobre superficies tanto sólidas como líquidas, nos permite obtener información acerca de la composición del terreno. Estos sistemas pueden presentarse como radares mono-estáticos o bi-estáticos. Es decir, no hay necesidad de que el transmisor y el receptor estén juntos, lo que ofrece la posibilidad de realizar mediciones de señales GNSS con receptores pasivos terrestres o basados en aeronaves aviones o drones. Durante las últimas décadas, esta ciencia ha encontrado su nicho en aplicaciones para la determinación de diversas características de la superficie terrestre, yendo desde la estimación de la densidad de la nieve y el hielo hasta la caracterización de la humedad del sustrato. El objeto de esta tesis es el de estudiar algunos de los usos potencialmente más relevantes de las tecnologías GNSS-R desde puntos de vista tanto teóricos como experimentales, ofreciendo resultados conclusivos y allanando el camino para futuras investigaciones en esta materia.

Global navigation satellite system reflectometry (GNSS-R) is a GNSS based technology that uses its receiving reflected signals, either from liquid or from solid surfaces, and compares them in order to obtain information about the soil’s composition. GNSS-R systems can present a bi-static or multi-static schema. That is, there is no need for the transmitter and receiver to be together, what offers the possibility to measure GNSS signals with either ground-based or aircraft-based passive receivers. Along the last years, this technology has found its application in many subjects, going from the soil moisture determination to the snow and ice depth sensing. This thesis aims to study some of the most relevant uses of GNSS-R from both theoretical and experimental points of view, offering conclusive results and paving the way to further investigations on these topics.