[發明專利]一種用于海面測高的北斗MEO衛星機載反射信號建模方法

有效

• 申請號: 201710393208.8
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107037460B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華航大北斗應用技術有限公司
• 主分類號: G01S19/40
• 分類號: G01S19/40;G01S19/14
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發明提供了一種用于海面測高的北斗MEO衛星機載反射信號建模方法，屬于衛星導航領域，包括反射信號模型的數學推導、鏡面反射點時延的求解、建立反射信號模型，將理論Z?V模型相關值曲線分解為由多條不同時延間隔、不同幅值的反射信號相關函數，并以鏡面反射點的反射信號為第一條反射信號進行建模。通過利用逆向思維來解決北斗MEO衛星反射信號的建模問題，相對于現有的正向建模方法，減少了模型復雜度和計算量，同時由于使用數學公式進行推導，可適用于各種編程語言完成軟件和硬件實現，并且在模型建立過程中就考慮了測高所需的參數，因此建立的模型可以直接應用于遙感測高，為北斗MEO衛星反射信號模擬仿真的研究和模擬器的研制提供保障。

技術領域

本發明屬于衛星導航領域，特別涉及一種用于海面測高的北斗MEO衛星機載反射信號建模方法。

背景技術

隨著技術的發展，衛星導航已經融入工作和生活的方方面面，為人民的出行和工作提供了保障。尤其是我國自行家里的北斗導航系統，在導航精度方面展現出更為優異的特性。

但是，目前導航衛星的信號處理方面，亟待建立一種更好的建模方式，從而提高對衛星信號的可靠性。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點和不足，本發明提供了用于提高衛星信號可靠性的用于海面測高的北斗MEO衛星機載反射信號建模方法。

為了達到上述技術目的，本發明提供了一種用于海面測高的北斗MEO衛星機載反射信號建模方法，所述建模方法，包括：

步驟一、反射信號模型的數學推導；

根據對北斗MEO衛星直射信號的分析，對于單顆衛星來說，在t時刻到達接收機天線相位中心的直射信號表示為：

s_RF(t)＝A_RF(t)D[t-τ(t)]C[t-τ(t)]cos[φ(t)] (1)式(1)中，A_RF(t)表示接收到的RF信號幅度電平，D[·]表示該衛星廣播的導航電文數據碼信號，C[·]表示該衛星的PRN碼信號，φ(t)表示接收到的載波相位，τ(t)表示碼相位的空間傳播延遲；

當信號經過RF前端下變頻、濾波和放大之后得到模擬IF信號為：

s_IF(t)＝A_IF(t)D[t-τ(t)]C[t-τ(t)]cos[φ_IF(t)] (2)

在接收機里進行相關運算輸出I、Q兩路信號，其形式表示為：

式(3)中，A表示信號幅度；D(k)為數據位；R(·)為PRN碼自相關函數；Δω_d為載波多普勒角頻率估計誤差；

根據公式(3)，對于北斗MEO反射信號來說，假設載波頻率完全跟蹤，則：

式(4)中C為反射信號的衰減系數；若接收到兩條反射信號，則：

因此，接收機處理得到的相關功率表示為：

根據相關功率與相關值的關系，將上式表示為相關值的形式為：

為了簡化建模算法，不考慮載波相位誤差，則式(7)可表示為：

式(8)中，B由C、A、θ共同決定；公式(8)說明當兩條反射信號進入接收機處理，得到的相關結果表示為兩個不同時延、不同幅值的相關函數之和；

根據上述推導，對于多條反射信號，其相關值表示為