专利名称：一种具有对准海面反射点功能的机载gps反射信号采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号采集装置，更特别地说，是指一种具有对准海面反射点 功能的机载GPS反射信号采集装置。
背景技术：
GPS(Global Positioning System，全球定位系统)系统以其高精度、全天候、全天 时特性，在定位、导航、测距、授时和遥感等领域得到广泛应用。随着GPS在遥感领域的发展，GPS反射信号作为一种新的手段，可用于海面要素的 反演，海冰探测、海洋测高、陆地土壤湿度的检测等多个领域。利用GPS反射信号作为遥感 手段有许多其他遥感手段所没有的优势。GPS星座作为一种公开的多源微波信号发射源，便 于作为异源观测的信号源。传感器不需要遥感信号发送部分，而只需要接收部分，可以减轻 设备重量，并实现低功耗；GPS信号采用扩频技术，带来的处理增益可以使接收机接收低于 背景噪声的微弱信号，在非常微弱的信号中提取有效信息。近年来，伴随着软件无线电的发展，高质量的GPS原始数据，对GPS遥感领域中的 应用越来越重要。在机载条件下采集GPS反射信号数据，由于飞机的机动特点，飞机遥感的 飞行高，使得采集到的GPS反射信号数据质量高，可应用范围广泛。
发明内容本实用新型的目的是提供一种具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采 集装置，该采集装置采用一体化设计，通过预判GPS反射信号海面反射点的位置，利用天线 伺服系统调整天线朝向来对准反射点，完成GPS反射信号的采集。本实用新型的一种具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采集装置，其包 括有右旋天线、左旋天线、信号采集单元、GPS接收机、反射点位置解算�？楹吞煜咚欧� 块；反射点位置解算�？槟谇对贕PS接收机中；右旋天线用于接收GPS卫星的Ll频段的直射信号，并将该直射信号进行增益放大 后形成右旋圆极化信号分别输出给位置解算�？楹托藕挪杉？椋蛔笮煜呦雀萏煜咚欧？槭涑龅目刂浦噶罱泻Ｃ娣瓷涞阄恢枚宰嫉髡� 海面反射点位置对准的条件下，采集反射信号；然后将采集到的反射信号进行增益放大后 形成左旋圆极化信号输出给信号采集�？椋恍藕挪杉？橛葾/D芯片、USB接口和存储器组成，是将接收到的右旋圆极化信号 和左旋圆极化信号进行下变频后并转换为数字信息，然后存储至存储器；GPS接收机将接收到的右旋圆极化信号进行GPS导航计算处理，从而得到接收机 位置、卫星位置、卫星方位角α和卫星高度角θ ；反射点位置解算�？橐环矫娼邮誈PS接收机输出的卫星高度角θ ；另一方面 采用GPS接收机R到海面反射点0的距离关系d 二-Re-sine + ^L2 -Re2 cos2 0对接收至丨J的卫星高度角进行计算，从而得到反射点0的方位角α ；然后依据反射点与下视角关系 (R2-d2-L2\
权利要求1.一种具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采集装置，该装置包括有右旋天 线⑴、左旋天线⑵、信号采集�？棰�、GPS接收机(4)和天线伺服�？�(6)，其特征在于 还包括有反射点位置解算模块(5)；右旋天线(1)用于接收GPS卫星的Ll频段的直射信号，并将该直射信号进行增益放大 后形成右旋圆极化信号分别输出给位置解算�？�(4)和信号采集�？�(3)；左旋天线(2)先根据天线伺服�？�(6)输出的控制指令进行海面反射点位置对准调 整，在海面反射点位置对准的条件下，采集反射信号；然后将采集到的反射信号进行增益放 大后形成左旋圆极化信号输出给信号采集模块(3)；信号采集�？�(3)由A/D芯片、USB接口和存储器组成，是将接收到的右旋圆极化信号 和左旋圆极化信号进行下变频后并转换为数字信息，然后存储至存储器；GPS接收机(4)将接收到的右旋圆极化信号进行GPS导航计算处理，从而得到接收机位 置、卫星位置、卫星方位角α和卫星高度角θ ；反射点位置解算�？�( 一方面接收GPS接收机(4)输出的卫星高度角θ ；另一方面采用GPS接收机R到海面反射点0的距离关系“=.siM + ^Z2 -( cos2没对接收至IJ的卫星高度角进行计算，从而得到反射点0的方位角α ；然后依据反射点与下视角关系 fR2-d2-L2)^ = cos ‘ . Γ 得到左旋天线(2)的下视角ε ；最后将方位角α和下视角ε作为驱 、—I'd ·L 》动指令输出给天线伺服模块(6)；民表示地球的半径；天线伺服�？�(6)根据接收到的方位角α和下视角ε指令来控制左旋天线(2)进行 转动，从而对准反射点，完成对反射信号的采集。
2.根据权利要求1所述的具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采集装置，其 特征在于右旋天线(1)的增益为3dB，选用航空型的右旋天线。
3.根据权利要求1所述的具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采集装置，其 特征在于左旋天线(2)采用增益为3dB的低增益平板天线。
4.根据权利要求1所述的具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采集装置，其 特征在于GPS接收机(4)选取的SSMR接收机。
专利摘要本实用新型公开了一种具有对准海面反射点功能的机载GPS反射信号采集装置，包括有右旋天线、左旋天线、信号采集单元、天线伺服单元、信号反射点位置计算单元。所述右旋天线安装于飞机顶部，用于接收GPS直射信号。所述左旋天线安装于飞机腹部，用于接收GPS反射信号。通过预判GPS反射信号海面反射点的位置，利用天线伺服系统调整左旋天线朝向来对准反射点，完成GPS反射信号的采集。该机载GPS反射信号采集装置采用一体化设计，体积�。亓壳幔⒂行Ы饩鱿嗷サ牡绱鸥扇盼侍�。
文档编号G01S19/24GK201903652SQ201020138398
公开日2011年7月20日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者张波, 李明里, 杨东凯 申请人:北京航空航天大学
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