论文机载GNSSR海面风场信号处理技术是关于信号处理方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关信号处理论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要： 研究GNSS海面散射信号相关功率,对反演海面风速具有非常重要的作用.针对低信噪比下,传统的方法不能成功捕获卫星信号,无法得到海面散射信号相关功率的问题,提出一种延长相干积分时间来获得海面散射信号相关功率的方法,并进行了仿真.将仿真结果与传统方法的仿真结果进行对比分析,发现该方法可以捕获到卫星信号,提高了接收机的灵敏度并准确绘制了海面散射信号相关功率波形图.
关键词： GNSS； 反射信号； 海面散射信号； 相关功率
中图分类号： TN911.73?34； TP7 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）21?0049?03
Research on airborne GNSS?R signal processing technology of sea surface wind field
LIU Yuanhua1, ZHANG Kena1, NIU Xinliang2
（1. School of Communications and Information Engineering, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China；
2. Xi’an Branch, China Academy of Space Technology, Xi’an 710000, China）
Abstract：The study of correlation power of sea surface scattering signal for the global nigation satellite system （GNSS） has important significance for the inversion of the sea surface wind speed. Under the condition of low signal?to?noise ratio, the traditional method can′t capture the satellite signal succesully and get the correlation power of the sea surface scattering signal. Therefore, a method used to acquire the correlation power of the sea surface scattering signal by extending the coherent integration time is presented and simulated. The simulation result is compared with that of the traditional method. It is found that the method can capture the satellite signal, improve the sensitivity of the receiver, and draw the correlation power weform of the sea surface scattering signal accurately.
Keywords： global nigation satellite system； reflection signal； sea surface scattering signal； relative power
0 引 言
GNSS?R（Global Nigation Satellite System?Reflection）技术是自1993年发展起来的一个新型分支.从电磁波的传播理论角度分析,海面反射信号中必然含有反射面的相关特征信息,其中包括反射信号的频率、幅值和相位的变化以及反射信号的波形和极化特性等变化.因此,可以借助于对经反射面反射的信号的接收处理,来实现反射面物理特征的估计,并进行下一步反演方面的相关工作[1].
GNSS?R技术在测量海面风速方面取得了很大的进展[2?6].其中,机载方面进行的相关试验是有效手段之一,可用来检验延迟映射接收机的性能并开展反演方法的研究工作.但随着机载试验环境变得越来越复杂,接收机所接收信号的能量可能会越来越弱,信噪比相对较低,实现低信噪比下卫星导航信号的反演是一个备受关注的问题.传统的方法是先利用1 ms的数据捕获导航卫星信号,然后计算该信号的相关功率[7].但对于散射信号能量较小、信噪比较低的情况,传统的方法并不能成功捕获到卫星信号,限制了GNSS?R探测海面风速的适用性.
本文在分析GNSS海面散射信号接收的基础上,给出一种能在低信噪比下成功获得海面散射信号相关功率波形的方法,最后模拟一组卫星信号并开展了仿真验证,对结果进行了讨论总结.
1 GNSS散射信号的接收处理
1.1 海面反射点码延迟的计算
GNSS发射信号是呈右旋极性,到达海面后经海面散射,信号的极性会发生反转,其主要分量会呈现左旋圆极化特性[8].同时,因为海面散射信号和它的直射信号之间必然会存在着波程差,这就造成散射信号相对于直射信号的时间延迟（码延迟）[9].在延迟映射接收机中,图1为镜面反射点处的码片延迟的估算模型.[a+b]为镜面反射点处的信号到达延迟映射接收机的时延,且[a+b等于a+c等于2hsinθ,]其中：[θ]为飞机观察的入射角,[h]为飞机的飞行高度.
精确码延迟用下述方式计算.
在地心直角坐标系下,利用GPS卫星位置[（XG,YG,ZG）]和左旋天线位置[（XL,YL,ZL）]对式（1）采用Nelder?Mead单纯形算法[10],取GNSS信号经过海面反射后路径延迟的最小值,即[Pmin（?S,λS）],进一步确定镜面反射点的位置[（XS,YS,ZS）].
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参考文献：
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