[發(fā)明專利]星載GNSS-R對地遙感與大氣降水一體化探測裝置及探測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010424090.2
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111458732B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦瑾;盛志超;周勃;顧斯祺;孟婉婷;姚崇斌;孫彥龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;G01W1/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 黃超宇;胡晶

本發(fā)明公開了星載GNSS?R對地遙感與大氣降水一體化探測裝置及探測方法，包括第一上視POD天線、第二上視POD天線、前視雙線極化天線、后視雙線極化天線、下視雙線極化天線、極化信號合成模塊、捕獲跟蹤模塊、DBF合成模塊、相關(guān)器模塊、固存模塊和電源及時鐘模塊。本發(fā)明采用全極化天線對導(dǎo)航衛(wèi)星直射信號、掩星信號、反射信號進行全方位接收，圓極化、線極化遙感觀測量數(shù)據(jù)，可應(yīng)用于海面高度、海面風(fēng)場、海冰/極地冰、掩星大氣(電離層擾動、大氣溫濕度廓線、高空降雨量等)、有效波高、陸地水資源探測(土壤濕度、河流等)等要素的探測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及探測裝置領(lǐng)域，特別涉及星載GNSS-R對地遙感與大氣降水一體化探測裝置及探測方法。

背景技術(shù)

星載GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflection)對地遙感與大氣降水一體化探測裝置采用雙基雷達探測原理，是一項先進的、低成本的、隱蔽性高的微波遙感技術(shù)，通過對掩星信號中的線極化分量進行提取，可應(yīng)用于大氣降水量、大氣溫濕度、電離層電力密度等探測方面，通過對反射信號中的線極化分量、圓極化分量提取，可應(yīng)用在土壤濕度、極地冰層、海面平均高度、海面風(fēng)場等大氣海洋環(huán)境要素探測方面。

目前，地基、機載、星載GNSS-R探測儀采集的信號都局限于圓極化信號，應(yīng)用方面也多數(shù)是海面風(fēng)場、海面高度、有效波高等，也有GNSS載荷的應(yīng)用方向是面向電離層電子密度探測、大氣溫濕度廓線探測等，但并沒有一種GNSS-R載荷是可以進行大氣降水探測的，本專利提出的一種星載GNSS-R對地遙感與大氣降水一體化探測裝置采用的是多副線極化天線對掩星信號、反射信號進行接收，在數(shù)字中頻部分進行信號的部分合成，形成右旋圓極化信號、左旋圓極化信號供相關(guān)通道進行多普勒延遲映射用，其中線極化信號中包含的信息更多，使得載荷可應(yīng)用于大氣降水量、大氣溫濕度、電離層電力密度等以及土壤濕度、極地冰層、海面平均高度、海面風(fēng)場等大氣海洋環(huán)境要素探測方面。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供星載GNSS-R對地遙感與大氣降水一體化探測裝置及探測方法，通過對全極化信號的接收，數(shù)字中頻合成信息的形式最大化的保留的遙感數(shù)據(jù)的原始形態(tài)，接收線極化信號使得載荷由應(yīng)用在大氣降水探測方面的可行性，將線極化信號數(shù)字化合成為圓極化信號使得載荷的應(yīng)用能力得到了最大化擴展，同時也是一個可應(yīng)用于大氣海洋全方位環(huán)境要素探測的載荷。

為了達到上述發(fā)明目的，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開了星載GNSS-R對地遙感與大氣降水一體化探測裝置，包括第一上視POD天線、第二上視POD天線、前視雙線極化天線、后視雙線極化天線、下視雙線極化天線、極化信號合成模塊、捕獲跟蹤模塊、DBF合成模塊、相關(guān)器模塊、固存模塊和電源及時鐘模塊，其中：

所述第一上視POD天線與所述捕獲跟蹤模塊通過射頻電纜相連，用于接收高通帶的導(dǎo)航衛(wèi)星直射信號；

所述第二上視POD天線與所述捕獲跟蹤模塊通過射頻電纜相連，用于接收低通帶的導(dǎo)航衛(wèi)星直射信號；

所述前視雙線極化天線與所述極化信號合成模塊通過射頻電纜相連，用于接收前視方向的導(dǎo)航衛(wèi)星掩星信號；

所述后視雙線極化天線與所述極化信號合成模塊通過射頻電纜相連，用于接收后視方向的導(dǎo)航衛(wèi)星掩星信號；

所述下視雙線極化天線與所述DBF合成模塊通過射頻電纜相連，用于接收對地方向的導(dǎo)航衛(wèi)星反星信號；

所述極化信號合成模塊與所述相關(guān)器模塊通過低頻電纜相連，用于將線極化信號數(shù)字合成為圓極化信號；

所述捕獲跟蹤模塊與所述相關(guān)器模塊通過低頻電纜相連，用于對導(dǎo)航衛(wèi)星直射信號的捕獲和跟蹤；

所述DBF合成模塊與所述相關(guān)器模塊通過低頻電纜相連，用于將下視高增益線極化信號的數(shù)字信號合成為圓極化信號；