[實用新型]一種通信衛星反射信號遙感監測系統

有效

• 申請號: 201320543120.7
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN203465419U
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 吳學睿;金雙根
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本實用新型涉及一種通信衛星反射信號遙感監測系統。

背景技術

光學、紅外和微波遙感是對地觀測的主要遙感手段，其相應的傳感器分別工作在可見光、紅外和微波波段。但是這些遙感手段存在各自的局限性，簡單總結如下：光學和紅外遙感受限于天氣狀況，不能全天時全天候工作；微波遙感克服了這一缺點，SAR空間分辨率高，但時間分辨率無法滿足實時監測的需求，且成本較高，而且被動微波遙感還會受到較低空間分辨率的限制。

新興的全球導航衛星系統反射信號GNSS-R（Global?Navigation?Satellite?System—Reflection）遙感技術是利用導航衛星的反射信號對地物進行遙感。與現有的散射計、雷達高度計、合成孔徑雷達等海洋、陸面微波遙感手段相比，導航衛星群GNSS可以源源不斷的提供L波段的信號，而不需要研制專門的發射機，GNSS-R的一臺接收機可以同時接收視場中的多個衛星信號，在遙感探測機理方面屬于雙站/多站雷達模式，這種工作模式可以大大提高時空分辨率；同時，由于工作在穿透性較強的L波段，所以可以全天時全天候的監測。另外，GNSS-R接收機屬于被動接收，本身不需要發射信號，所以體積和重量都很小，所需要的功耗也小，因此，在地物監測上具有便捷、靈活的特點。GNSS導航衛星將在未來幾十年為人類提供精確、無償的探測信號，且該探測信號具有長期的穩定性，因此，該項技術為監測地物、分析地物變化規律等提供了非常理想的手段。

如圖1所示，現有技術中的GNSS-R遙感系統基本包括多個GNSS衛星1'以及一個GNSS-R接收機2'，其中，各個GNSS衛星1'源源不斷的發射L波段直射信號，經地表反射后，被專門的GNSS-R接收機2'所接收，形成雙站/多站雷達工作模式。然而，這種GNSS-R遙感系統的一個特點是不斷變化的觀測幾何，而且其工作波段只有L波段，使其在其遙感應用上受到限制。由此可見現有的GNSS-R遙感系統仍無法完全滿足監測需要。

通信衛星（communications?satellite）是用作無線電通信中繼站的人造地球衛星，通信衛星用于轉發無線電信號，以實現衛星通信地球站之間或地球站與航天器間的通信。

中國的通信衛星主要有：

東方紅：東方紅一號衛星、東方紅二號衛星、東方紅三號衛星、東方紅四號衛星；

鑫諾：鑫諾一號、鑫諾二號、鑫諾三號、鑫諾四號、鑫諾五號、鑫諾六號；

中星：中星5A、中星6B、中星8號、中星9號、中星10號、中星11號；

亞太：亞太2R、亞太五號衛星、亞太六號衛星、亞太七號衛星；

其中，“鑫諾六號”通信廣播衛星裝載有24個C頻段轉發器、8個Ku頻段轉發器和1個S頻段轉發器，衛星波束可覆蓋包括中國全境的亞太地區及部分周邊國家和地區，因此，相比于GNSS衛星，“鑫諾六號”的功率更高、容量更大、信號覆蓋范圍更廣。

由于通信衛星工作在多個微波波段（C、Ku和S波段），且信號功率更大，因此可以成為有效的微波發射源，目前只利用了通信衛星的直射信號，而其直射信號經地物反射的反射信息卻沒有被利用過，因此，鑒于與GNSS-R遙感原理相似，可以研發一種將通信衛星作為有效發射源的通信衛星反射信號遙感監測系統，以提供更多的工作波段。

實用新型內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本實用新型旨在提供一種通信衛星反射信號遙感監測系統，以克服觀測幾何變化的缺點，并提供多種工作波段，以滿足監測要求。

本實用新型所述的一種通信衛星反射信號遙感監測系統，包括：

連續發射多個不同工作波段的直射微波信號的通信衛星；

遙感平臺；

安裝在所述遙感平臺上的反射信號接收機，其接收所述多個不同工作波段的直射微波信號經地表反射后的反射微波信號，并根據所述不同工作波段對所述反射微波信號進行分離、放大、模數轉換和數字處理后，得到用于地物遙感監測的所述不同工作波段下的一維功率波形圖；以及

安裝在所述反射信號接收機頂端的鋁板，其對直接接收到的所述直射微波信號進行反射，并將從所述地表直接接收到的所述反射微波信號傳輸至所述反射信號接收機。

在上述的通信衛星反射信號遙感監測系統中，所述反射信號接收機包括：

多個分別接收所述不同工作波段下的反射微波信號的天線模塊；

多個分別與所述天線模塊連接的射頻前端模塊，每個所述射頻前端模塊接收相應的所述天線模塊輸出的所述反射微波信號，并對該反射微波信號進行放大濾波后輸出相應的射頻信號；