[实用新型]基于GNSS反射信号探测海洋参数的一体工控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于GNSS反射信号探测海洋参数的一体工控装置，具体地说，是指首先通过一个右旋天线和左旋天线接收GNSS直射、经海洋反射的信号；然后通过射频、基带处理得到GNSS直射、反射信号复数相关值，并利用复数相关值进行海洋参数的反演。

背景技术

利用GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)反射信号进行海洋参数的反演是海洋遥感领域的新型手段之一，是一种无源被动式探测方式，具有设备重量轻，体积小等优势，在进二十年，得到了国内外学者的广泛关注。该技术基本机理是导航信号在经历海洋反射时，信号特征发生改变，通过接收、处理装置提取被海面改变的信号特征进行海洋参数反演。

GNSS反射信号的接收、处理装置是GNSS反射信号技术的关键技术之一，根据配置平台以及探测环境的不同，可分为陆基、岸基、机载和星载装置，不同的装置，具有不同设计要求和标准。就目前国内GNSS反射信号的海洋探测而言，岸基装置应用最为成熟和广泛，尤其是利用北斗GEO反射信号的海洋参数探测。

但是，已有装置有以下不足：1)安装环境局限于观测站，对于远海岸或无人岛屿的恶劣野外环境不支持；2)反演数据局限于现场存储和显示，对于数据的远程传输和存储不支持；3)装置控制局限于现场控制，对于远程控制不支持。

基于上述的不足，开发和研制一套支持野外环境安装、远程数据传输存储以及远程控制的GNSS反射信号海洋参数探测系统显得非常必要，对国内远海岸或无人岛屿的海洋观测具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于GNSS反射信号探测海洋参数的一体工控装置，为解决装置安装环境限制、对数据远程传输和存储不支持以及装置控制局限于现场控制等问题。

接收信号天线组1、太阳能供电单元2，信号与信息处理一体工控机3，接收信号天线组1接收导航卫星发射的直射信号和由海面反射的反射信号；信号与信息处理一体工控机3对直射信号和反射信号进行相关运算反演海洋参数，信号与信息处理一体工控机3具有信息传输模块，通过信息传输模块实时的将反演的海洋参数传输到远程控制端存储，信息传输模块具有接收控制信息的功能，信号与信息处理一体工控机3根据接收到的控制信息对所述相关运算进行控制，信号与信息处理一体工控机3包括第一功分器31a和第二功分器31b、射频子板32、基带处理母板33、工业计算机34、通讯板卡35，第一功分器31a将一路GNSS直射信号分成三路直射信号射频1、射频2以及射频3，第二功分器31b将一路GNSS反射信号分为两路反射信号射频4和射频5，射频子板32接收两路直射射频2、射频3，两路反射信号射频4、射频5，通过下变频、滤波、自动增益控制、采样以及量化，将一路射频2变为2bit的GPSL1数字中频信号，射频3变为2bit的北斗B1数字中频信号，一路射频4变为2bit的GPSL1反射数字中频信号，射频5变为2bit的北斗B1反射数字中频信号，射频子板32安装在基带处理母板33上，并与之进行数据通信。

基带处理母板，包括射频底座区338、339、UM220导航模块331，FPGA+DSP基带处理单元332，D型电源接口333，串口RS232接口334,网口335，USB接口336，射频底座区338、339用于固定射频子板32并进行数据交互；UM220导航模块331是支持GPSL1和北斗B1双频定位的导航SOC芯片，接收一路直射射频信号进行定位，为整个装置提供位置、时间信息；FPGA+DSP基带处理单元332通过SPI配置管脚对插在射频底座区338、339插槽中的射频子板32进行配置，将其配置为射频1对应的输出为GPSL1直射数字中频信号，射频3对应的输出为北斗B1直射数字中频信号，射频2对应的输出为GPSL1反射数字中频信号，射频4对应的输出为北斗B1反射数字中频信号，同时，接收射频子板32输出的中频数字流，进行相关运算分别得到GPSL1直射、反射信号，北斗直射、反射信号的复数相关值，整个单元的输入时钟由射频子板32提供；D型电源接口333与太阳能供电单元2连接，为整个基带处理母板提供电源；USB接口336连接FPGA+DSP基带处理单元332与工业计算机34，将复数相关值传输给工业计算机34并接收工业计算机34传输的控制信息；网口335作为备用的数据传输扩展接口。

还包括短波通讯天线4，通讯板卡35为短波通讯板卡。