[发明专利]一种可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航领域，特别涉及一种可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器。

背景技术

随着技术的发展，卫星导航已经融入工作和生活的方方面面，为人民的出行和工作提供了保障。尤其是我国自行家里的北斗导航系统，在导航精度方面展现出更为优异的特性。

但是，目前导航卫星的信号处理方面，亟待建立一种更好的建模方式，从而提高对卫星信号的可靠性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了用于提高卫星信号可靠性的可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器，所述反射信号模拟器，包括：

人机交互模块、Z-V模型仿真模块、多条反射信号幅值拟合计算模块、镜面反射点时延计算模块；

其中，人机交互模块用于通过交互界面获取用户的控制指令，将控制指令传输至Z-V模型仿真模块；

Z-V模型仿真模块对接收到的控制指令进行解析，得到风向、风速、接收机高度等参数，以及北斗直射信号产生仿真系统求得的卫星仰角、方位角等信息，根通过配置风向、风速等参数，利用海浪谱模型得到坡度概率密度函数，然后结合镜面反射点的坐标、卫星的坐标和接收机的坐标，利用基尔霍夫近似的几何光学方法得到散射系数，再结合相关功率模型即Z-V模型便得到海面反射信号相关功率的理论曲线；实现对Z-V模型的仿真之后，计算得到一组时延-相关功率数据集，将该数据集传输至多条反射信号幅值拟合计算模块；

在多条反射信号幅值拟合计算模块中，选取用于反射信号建模的反射信号条数和各条反射信号之间的时延间隔，然后结合Z-V模型仿真模块计算得到的时延-相关功率数据集，通过幅值的拟合算法精确计算求得各条反射信号的幅值，这样就得到各条反射信号的时延间隔和幅值基本参数。

镜面反射点时延计算模块用于计算镜点反射信号的时延；在计算得到镜面反射点反射信号的时延之后，结合前面求得的各条反射信号的时延间隔和幅值，则得到本组反射信号时延、功率等基本参数，用于反射信号的生成。

结合上述三个模块，完成反射信号参数信息的动态产生，即根据卫星仰角、方位角等参数的实时变化，产生不同的Z-V模型数据集进行反射信号建模，从而求解到不同的反射信号参数，以达到动态产生反射信号的结果。

可选的，所述反射信号模拟器，还包括：

误差计算模块，以及反射信号状态参数计算模块；

其中，误差计算模块除了计算信号传播中常见的误差如电离层延迟、对流层延迟、多径干扰、多普勒效应、相对论效应、星钟误差及星历误差等直射信号中常见的误差，还会增加噪声模型对Z-V模型进行修正和相关值旁瓣模型对幅值拟合计算进行修正，从而提高模拟器的仿真精度。

反射信号状态参数计算模块北斗直射信号产生仿真系统产生的直射信号参数，结合反射信号参数信息，重新修改生成反射信号的各项状态信息如伪距、多普勒、功率等。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过配置一些基本参数如仿真时刻、系统频点等，以及反射面信息的配置，包括海面风速、海面高度、海面风向等参数，可以模拟仿真产生北斗MEO卫星机载接收的直射信号和反射信号。并且由于对反射信号幅值进行了精确的拟合求解，可以适用于北斗反射信号遥感测风等应用，为北斗MEO卫星反射信号模型的研究和遥感应用研究提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器的结构示意图；

图2是本发明提供的Z-V模型仿真流程图；

图3是本发明提供的模拟器软件处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了一种可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器，如图1所示，所述反射信号模拟器，包括：

人机交互模块、Z-V模型仿真模块、多条反射信号幅值拟合计算模块、镜面反射点时延计算模块、误差计算模块和反射信号状态参数计算模块；