[發(fā)明專利]一種GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810542051.5
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108983258A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯福陽;齊小嫚
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01S19/07
• 分類號: G01S19/07
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：包括天線、濾波器、接收機(jī)、計(jì)算機(jī)；其中，

所述天線，用于接收GNSS衛(wèi)星信號并將GNSS衛(wèi)星信號傳輸給濾波器處理；

所述濾波器，用于將接收到的GNSS衛(wèi)星信號進(jìn)行濾波后傳輸給接收機(jī)處理；

所述接收機(jī)，通過串口通信將GNSS衛(wèi)星信號的信號強(qiáng)度信息、載波相位信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；

所述計(jì)算機(jī)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信息分析模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與顯示模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集信號強(qiáng)度信息、載波相位信息；

所述信息分析模塊，用于分析處理信號強(qiáng)度信息、載波相位信息并通過算法計(jì)算出電離層TEC信息、電離層閃爍指數(shù)信息、TEC抖動(dòng)指數(shù)信息、不規(guī)則體強(qiáng)度信息；

所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)信號強(qiáng)度信息、載波相位信息、電離層TEC信息、電離層閃爍指數(shù)信息、TEC抖動(dòng)指數(shù)信息、不規(guī)則體強(qiáng)度信息；

所述顯示模塊，用于顯示監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：所述天線為與信號放大器集成的GNSS天線，且所述饋線與所述濾波器通信連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：所述濾波器為帶通濾波器，用于抑制由饋線及外部環(huán)境造成的噪聲和干擾信號進(jìn)入接收機(jī)，且所述帶通濾波器與接收機(jī)通信連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：所述接收機(jī)采用內(nèi)部晶振源OCXO和GNSS-OEM628板卡集成并連接外接電源，通過RS-232串口通信與所述計(jì)算機(jī)通信連接，且所述外接電源與接收機(jī)通信連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：所述信息分析模塊，先對巨量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，并將計(jì)算出的信號強(qiáng)度信息、載波相位信息存儲(chǔ)于緩沖區(qū)內(nèi)，依據(jù)載波相位信息得出電離層TEC信息，當(dāng)閃爍發(fā)生時(shí)再對原始數(shù)據(jù)以及對應(yīng)信號強(qiáng)度信息、載波相位信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并計(jì)算出電離層閃爍指數(shù)信息、TEC抖動(dòng)指數(shù)信息、不規(guī)則體強(qiáng)度信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：所述緩沖區(qū)用于存儲(chǔ)15-30min的原始數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：根據(jù)設(shè)定的條件判定閃爍的發(fā)生，所述設(shè)定的條件為:在連續(xù)一段時(shí)間M內(nèi)N次達(dá)到設(shè)定值X。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：在接收機(jī)的數(shù)字通道中，經(jīng)積分和累加后，輸出同相分量和正交相分量通過算法計(jì)算出信號強(qiáng)度信息，將所述信號強(qiáng)度信息送入六階巴特沃茲濾波器進(jìn)行濾波，得到消除趨勢后的信號強(qiáng)度信息，在經(jīng)過濾波消除趨勢以后算出總幅度閃爍指數(shù)信息，再對其進(jìn)行修正濾出來源于環(huán)境噪聲，得出修正后的振幅閃爍指數(shù)信息；所述修正后的振幅閃爍指數(shù)信息，用來反演電離層不均勻體強(qiáng)度信息。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：選用六階的巴特沃茲高通濾波器，通過將相位觀測量通過該濾波器，得出濾波效果趨勢后的載波相位信息，再通過算法計(jì)算出相位閃爍指數(shù)信息。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS電離層閃爍與TEC監(jiān)測設(shè)備，其特征在于：通過載波相位觀測量可得電離層TEC原始觀測量，將電離層TEC觀測量通過六階的巴特沃茲高通濾波器進(jìn)行濾波，消除趨勢后，得到瞬時(shí)電離層TEC抖動(dòng)的dTEC，再進(jìn)行求方差處理，即可得到TEC抖動(dòng)指數(shù)信息，式中dTEC為消除趨勢后的瞬時(shí)電離層TEC抖動(dòng)。