地表粗糙度影响下的GNSS-R土壤湿度反演仿真分析

基于双天线全球导航卫星系统反射技术（global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R）,建立了两个修正地表粗糙度影响的土壤湿度反演模型——解析模型和人工神经网络模型,并以GPS L1 C/A码为例建立了GNSS-R土壤湿度仿真平台,仿真分析了地表粗糙度对两个模型反演精确度的影响。结果表明,当地表均方根高度大于0.010 m时,必须对解析模型进行粗糙度修正。粗糙度影响修正结果显示,小粗糙度情况下修正的解析模型取得了良好的结果,但对于大粗糙度有一定局限性。在均方根高度大于0.025 m时,进行土壤粗糙度修正前,人工神经网络模型精度比解析模型提高了36.83%~72.36%。进行修正后,人工神经网络模型的精度比解析模型提高了42.86%~54.40%。人工神经网络模型在修正前后取得了相近的精度,无修正的人工神经网络模型精度比有修正的解析模型精度仍提高了35.83%~53.48%。     

TK算法在GPS中的新应用

讨论了TK算法的原理和在GPS中TK算法的新应用。用TK算法估算出GPS多径信号相对于直射信号的码片延迟,使GPS直射信号经过一定的延迟后,与反射信号进行叠加,提高了直射信号的载噪比,进而达到反射信号增强直射信号的作用。验证了这一算法和结论。     

GNSS反射信号在土壤湿度测量中的应用

为全面获取陆地土壤湿度信息,实现导航卫星反射信号土壤含水量反演 ,在给出散射信号极化特征及散射信号归一化功率基础上,通过对陆基土壤时序采样数据、时序介电常数进行分析和仿真,估计了土壤湿度参数。仿真表明,实验结果与常规湿度测量方法一致。因此,多普勒延迟映射接收机能够正确表征地表含水量分布特征,导航卫星反射信号可以应用于在土壤湿度测量中。     

空中目标探测系统信号处理增益分析

针对利用全球导航卫星反射信号(GNSS-R)进行空中目标探测时,信号微弱无法可靠接收的问题,该文提出了一种计算信号处理增益的方法。通过合理设置信号处理算法参数,保证了对微弱信号的后续处理。首先对GNSS-R信号接收链路进行了分析,计算得到了当目标的雷达散射截面(RCS)变化时对应的目标回波功率范围;然后对空中目标上升、平飞和下降三种飞行状态双基地雷达系统几何模型进行了研究,给出了3种飞行状态下对应的有效探测时间,为接收机后续相干/非相干累加算法的处理时间提供阈值限制;最后在阈值范围内,选定合适相关时间,分析了经过相干/非相干累加处理后的反射信号输出信噪比范围。结果表明:在有效探测时间的限制下,相关处理时间取0.6s时,处理后的信噪比在10dB左右,满足一般码跟踪环所需的门限要求,可以保证接收机后续数据处理的顺利进行。     

利用GNSS干涉信号振荡幅度反演土壤湿度

根据干涉效应和GNSS接收机信噪比估计方法,推导了利用GNSS干涉信号幅度进行土壤湿度反演的模型,建模过程考虑了天线增益、土壤介电常数和噪声的影响。提出了使用AMPD算法从含有噪声的归一化干涉功率曲线中提取干涉峰值与谷值,进而反演了土壤介电常数与土壤湿度的方法,并对其进行了仿真。结果表明,利用提取出来的干涉谷值进行反演性能比峰值好,相对稳定准确的卫星仰角范围为5°~25°,湿度大于0.06cm~3/cm~3时反演结果更为准确,标准差在0.01cm~3/cm~3左右波动。     

Galileo系统导航电文介绍

对Galileo卫星导航系统所要使用的导航电文进行介绍，详细介绍其导航电文的结构、内容、参数与相关定义，并对GPS和Galileo两种卫星导航系统所使用的导航电文的并同进行了比较。     

卫星导航接收机兼容性测试评估技术研究与实现

随着卫星导航系统的快速发展,兼容性已经成为接收机性能测试的一个重要指标。在分析导航信号的兼容性时,通常会采用载噪比来表征所接收信号的质量。基于该原理,提出了一种关于导航接收机兼容性的测试评估方法。为了实现兼容性的测试及评估,首先搭建了一个接收机测试评估平台,然后给出了接收机兼容性的评估准则,最后根据所设定的测试场景对接收机兼容性进行了测试并对其性能做出了评估。     

GNSS模拟器中频源D/A设计与实现

为了满足GNSS卫星信号模拟器高速数模转换需求,设计了一种基于AD9779A的高速数模转换电路.利用FPGA控制AD9779A实现了具有上变频功能的中频源数模转换,将10 MHz基带数字导航信号上变频到210 MHz的中频模拟输出.本设计在满足射频模块的输入要求同时对通常采用的在内插基础上进行数模转换的方法进行了改进,使电路更加简单、易于集成和模块化.     

GPS反射信号软件接收机设计与实现

针对利用GPS反射信号进行反射面的物理参数和特性反演的需要,设计了一种可通用于各种反演环境的软件接收机.该软件接收机具有灵活性和可配置性强的特点,能满足海面测风、海浪高度、海洋盐度和土壤湿度等遥感探测领域的应用需求.