[发明专利]一种GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别校准方法

说明书

本发明公开了一种GNSS‑R延迟映射接收机通道增益差别校准方法，涉及全球导航卫星系统反射信号测量技术领域，该方法包括：获取GNSS‑R延迟映射接收机的直射波形序列和反射波形序列；对于任一可见星，分别计算直射波形序列和反射波形序列的平均延迟功率波形；提取平均延迟功率波形的波峰和延迟索引；计算平均噪声功率；计算GNSS‑R延迟映射接收机的直射通道和反射通道的增益差别校准系数。本发明能实现对GNSS‑R延迟映射接收机通道增益差别的低成本、高精度校准。

技术领域

本发明涉及全球导航卫星系统反射信号测量技术领域，特别是涉及一种GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别校准方法。

背景技术

全球导航卫星系统反射信号测量(Global Navigation Satellite SystemReflectometry，GNSS-R)技术是利用地球表面反射的GNSS信号进行地球物理参数反演的技术手段，在海面风场、土壤湿度等地物参数遥感中有巨大应用潜力。

GNSS-R延迟映射接收机是一种专门用来处理GNSS反射信号的技术装置，主要适用于地、空基GNSS-R地物参数遥感应用。地球表面反射的GNSS信号强度较弱，传统GNSS接收机无法完成对反射信号的捕获和跟踪。GNSS-R延迟映射接收机同时具有直射信号处理通道(直射通道)和反射信号处理通道(反射通道)，以直射信号闭环同步辅助反射信号开环同步的方式实现对GNSS反射信号的持续有效处理，输出直射信号和反射信号的延迟功率波形作为用于地物参数遥感的基本观测量。在GNSS-R功率测量型应用中，如土壤湿度反演、海冰探测等，通常利用反射信号与直射信号延迟功率波形峰值比作为介质反射率进行地物参数的反演。但是，GNSS-R延迟接收机直射信号处理通道和反射信号处理通道对信号的增益效果具有一定差别，这种差别会造成反射率估计偏差，最终造成地物参数反演误差，需要予以校准。

目前，GNSS-R延迟映射接收机通道间增益差别校准方法主要包括水面校准法和通道切换法两种。水面校准法以GNSS-R延迟映射接收机在平静水面场景下获得的水面反射率作为基准，将GNSS-R延迟映射接收机在待测场景中获得的介质反射率与基准的比值作为校准后的反射率。该方法操作简单、成本低，但过于依赖平静水面的条件支持，在实际应用中易受水面情况和多径环境影响，校准精度难以保证。通道切换法假定短时间内直射信号和反射信号强度保持不变，通过为GNSS-R延迟映射接收机加装通道切换装置实现直射通道和反射通道的定时交换，将通道交换前后计算得到的反射率乘积的平方根作为校准后的反射率。通道切换法校准精度高，但需要为GNSS-R延迟映射接收机增加射频通道切换装置，会增加GNSS-R延迟映射接收机复杂度、体积、重量和开发成本。

因此，需要一种新的GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别校准方法，实现低成本、高精度的GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别校准。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别校准方法，利用标准双通道GNSS信号模拟器实现对GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别的低成本、高精度校准。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种GNSS-R延迟映射接收机通道增益差别校准方法，包括：

获取直射波形序列和反射波形序列；所述直射波形序列为GNSS-R延迟映射接收机的直射通道跟踪到的各可见星的信号延迟功率波形序列；所述反射波形序列为所述GNSS-R延迟映射接收机的反射通道跟踪到的各可见星的信号延迟功率波形序列；所述GNSS-R延迟映射接收机的直射信号输入端口通过第一射频连接线与GNSS模拟器的第一信号输出端口连接；所述GNSS-R延迟映射接收机的反射信号输入端口通过第二射频连接线与所述GNSS模拟器的第二信号输出端口连接；所述第一信号输出端口和所述第二信号输出端口的信号输出功率相同；所述信号延迟功率波形序列，包括：M组延迟功率波形；各组所述延迟功率波形均包括：N个延迟功率样点；M和N均为大于零的整数；