[發明專利]一種GNSS電離層閃爍與TEC監測設備

在審

• 申請號: 201810542051.5
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108983258A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 柯福陽;齊小嫚
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01S19/07
• 分類號: G01S19/07
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明涉及一種GNSS電離層閃爍與TEC監測設備，屬于GNSS衛星監測技術領域。包括天線、濾波器、接收機、計算機；天線，用于接收衛星信號并將衛星信號傳輸給濾波器；濾波器，將接收到的衛星信號進行濾波后傳輸給接收機；接收機，將衛星信號的信號強度信息、載波相位信息傳輸到計算機；計算機，包括數據采集模塊、信息分析模塊、數據存儲模塊與顯示模塊；數據采集模塊，用于采集信息；信息分析模塊，用于分析處理信號強度信息、載波相位信息并通過算法計算出電離層TEC信息、電離層閃爍指數信息、TEC抖動指數信息、不規則體強度信息；數據存儲模塊，用于存儲所有信息；顯示模塊，用于顯示所有數據信息。本發明具有抗干擾能力強、滿足復雜環境下使用的優點。

技術領域

本發明涉及一種GNSS電離層閃爍與TEC監測設備，屬于GNSS衛星監測技術領域。

背景技術

電離層是空間環境監測系統中重要的構成部分，由于電離層中存在著不規則體，電波通過電離層時，信號的幅度和相位等都會發生隨機起伏，我們把這種現象稱為電離層閃爍，據國際電波聯盟(ITU)報告，在從10MHz到最高10GHz的載波頻率范圍內都觀測到了閃爍。電離層閃爍效應能導致地空無線電系統的信號幅度、相位的隨機起伏，使系統性能下降，嚴重時可造成通信系統、衛星導航系統、地空目標監測系統信號中斷。電離層TEC與穿透電離層傳播的無線電波時間延遲與相位延遲密切相關，因此可用于在衛星定位、導航等空間應用工程中的電波傳播修正。隨著科學發展和社會的進步，衛星通信、GNSS導航與定位、星載合成孔徑雷達等系統在軍事與日常生活中占據越來越重要的地位，電離層閃爍的影響也越來越受到重視，同時閃爍數據中包含電離層物理參量的信息，比如電離層不規則體的結構及其時空變化的信息，而這些信息對電離層等離子體動力學的研究是非常重要的，因此電離層閃爍研究具有更為重要的意義。此外，監測電離層TEC，對于深入研究電離層磁暴及太陽風暴與地球磁層、熱層的相關活動也具有重要意義。

目前現有的電離層閃爍與TEC監測設備多是單一的監測電離層閃爍或電離層TEC，為了補償信號在饋線中較長距離傳輸時的損耗，在天線后面的第一個前端器件通常為低噪聲放大器(LNA)，此外接收機多使用內置電源。但當天線與接收機存在一定距離時，其所用的饋線對信號都有一定程度的衰減而且沒有增益，大大增加了系統的噪聲，且內置電源對信號也會產生干擾，這種電離層閃爍監測設備抗干擾能力較差，無法滿足復雜環境下的使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供一種GNSS電離層閃爍與TEC監測設備，具體由以下技術方案實現:

所述GNSS電離層閃爍與TEC監測設備，包括天線、濾波器、接收機、計算機；其中：所述天線，用于接收GNSS衛星信號并將GNSS衛星信號傳輸給濾波器處理；所述濾波器，用于將接收到的GNSS衛星信號進行濾波后傳輸給接收機處理；所述接收機，通過串口通信將GNSS衛星信號的信號強度信息、載波相位信息傳輸到計算機；所述計算機，包括數據采集模塊、信息分析模塊、數據存儲模塊與顯示模塊；所述數據采集模塊，用于采集信號強度信息、載波相位信息；所述信息分析模塊，用于分析處理信號強度信息、載波相位信息并通過算法計算出電離層TEC信息、電離層閃爍指數信息、TEC抖動指數信息、不規則體強度信息；所述數據存儲模塊，用于存儲信號強度信息、載波相位信息、電離層TEC信息、電離層閃爍指數信息、TEC抖動指數信息、不規則體強度信息；所述顯示模塊，用于顯示監測的數據信息。

所述GNSS電離層閃爍與TEC監測設備的進一步設計在于，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。

所述GNSS電離層閃爍與TEC監測設備的進一步設計在于，所述濾波器為帶通濾波器，用于抑制由饋線及外部環境造成的噪聲和干擾信號進入接收機，且所述帶通濾波器與接收機通信連接。