[發明專利]利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統

無效

• 申請號: 201010122963.0
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101833090A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 李紫薇;周曉中;顧行發;張紅雷;王晉年;楊東凱;張益強;路勇;楊曉峰;周翔;于暘;葉小敏;劉書明;李偉強;王炎;周雅楠;李明里
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感應用研究所
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G01S7/02;G01S19/03
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統，其特征在于：該機載海洋微波遙感系統包括GNSS-R微波遙感器、任務監控工作站、數據處理與應用工作站和仿真分析工作站四部分內容；

GNSS-R微波遙感器具有多源導航衛星直射和回波散射信號同步接收、海量原始信號采樣與相關處理、導航定位求解、不同時延/多普勒頻移/相關功率計算、數據實時輸出功能；

任務監控工作站具有對GNSS-R微波遙感器工作模式和參數設定、任務規劃、遙感器采集數據存儲與管理、任務狀態實時監控等功能；

數據處理與應用工作站具有海面觀測點位置和信號路徑延遲計算、不同時延多普勒相關功率譜成像處理及海面風場、有效波高、海面高程的海洋環境要素反演功能；

仿真分析工作站通過參數輸入、模型選擇、數值計算，具有遙感探測幾何關系、海面入射信號、海面散射回波信號、遙感器采集信號模擬功能。

2.根據權利要求1所述的利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統，其特征在于：GNSS-R微波遙感器包括有右旋天線、左旋天線和延遲映射接收機，所述延遲映射接收機包括有雙射頻前端、模數轉換器、直射信號處理模塊和回波信號處理模塊。

3.根據權利要求2所述的利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統，其特征在于：左旋天線為四陣列天線，能夠滿足500m～8000m航空遙感高度對海面回波信號的有效接收。

4.根據權利要求2所述的利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統，其特征在于：延遲映射接收機采用FPGA芯片+DSP芯片+編程構成；FPGA芯片選取EP2S60F672C5型號，DSP芯片選取TMS320C6713BGDP300型號；編程使用DK-DSP-2S60-N開發工具，在Quartus?II軟件環境下，采用Verlog硬件描述語言開發。

5.根據權利要求1或2所述的利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統，其特征在于：右旋天線對接收到的GNSS衛星的L波段的直射信號，并將該直射信號進行增益放大后形成右旋圓極化信號RF_R輸出給雙射頻前端；左旋天線對接收到的海面反射GNSS衛星的L波段的回波信號，并將該回波信號進行增益放大后形成左旋圓極化信號RF_L輸出給雙射頻前端；雙射頻前端具有雙輸入結構，一方面對右旋圓極化信號RF_R進行變頻、放大和濾波處理后輸出直射信號的模擬中頻信號IF_R；另一方面左旋圓極化信號RF_L進行變頻、放大和濾波處理后輸出回波信號的模擬中頻信號IF_L；延遲映射接收機中的模數轉換器用于對IF_R和IF_L進行轉換，從而輸出直射數字采樣信號IFD_R和回波數字采樣信號IFD_L；直射信號處理模塊對接收的IFD_R進行捕獲、跟蹤，當跟蹤衛星多于4顆時可實現接收機的定位，輸出導航定位解信息FB給任務監控與數據管理；另一方面將處于跟蹤狀態的1～12個直射通道的數字中頻信號FA輸出給回波信號處理模塊；回波信號處理模塊首先依據任務監控工作站中任務規劃訂制的通道信息ID_n對其進行通道配置，然后將FA經時間延遲和多譜勒頻移后的信號與IFD_L進行二維相關運算得到時延多譜勒二維相關功率FD輸出給任務監控與數據管理模塊。

6.根據權利要求1所述的利用全球衛星定位系統信號源的機載海洋微波遙感系統，其特征在于：任務監控工作站包括顯示器、任務監控工控機、數據處理工控機和切換器；任務監控工控機第一方面輸出通道信息ID_n對回波信號處理模塊進行通道配置；第二方面接收導航定位解信息FB和二維相關功率FD，并通過顯示器中的圖形顯示來，對GNSS-R微波遙感器的工作狀態進行監控；第三方面對載機的飛行航線進行監控；第四方面對導航定位解信息FB和二維相關功率FD分別進行野值剔除處理后輸出修正后導航定位解NFB、二維相關功率NFD；數據處理工控機通過雙串口接收直射數字采樣信號IFD_R和回波數字采樣信號IFD_L，并將數據進行存儲。