[发明专利]一种GNSS电离层闪烁与TEC监测设备

说明书

本发明涉及一种GNSS电离层闪烁与TEC监测设备，属于GNSS卫星监测技术领域。包括天线、滤波器、接收机、计算机；天线，用于接收卫星信号并将卫星信号传输给滤波器；滤波器，将接收到的卫星信号进行滤波后传输给接收机；接收机，将卫星信号的信号强度信息、载波相位信息传输到计算机；计算机，包括数据采集模块、信息分析模块、数据存储模块与显示模块；数据采集模块，用于采集信息；信息分析模块，用于分析处理信号强度信息、载波相位信息并通过算法计算出电离层TEC信息、电离层闪烁指数信息、TEC抖动指数信息、不规则体强度信息；数据存储模块，用于存储所有信息；显示模块，用于显示所有数据信息。本发明具有抗干扰能力强、满足复杂环境下使用的优点。

技术领域

本发明涉及一种GNSS电离层闪烁与TEC监测设备，属于GNSS卫星监测技术领域。

背景技术

电离层是空间环境监测系统中重要的构成部分，由于电离层中存在着不规则体，电波通过电离层时，信号的幅度和相位等都会发生随机起伏，我们把这种现象称为电离层闪烁，据国际电波联盟(ITU)报告，在从10MHz到最高10GHz的载波频率范围内都观测到了闪烁。电离层闪烁效应能导致地空无线电系统的信号幅度、相位的随机起伏，使系统性能下降，严重时可造成通信系统、卫星导航系统、地空目标监测系统信号中断。电离层TEC与穿透电离层传播的无线电波时间延迟与相位延迟密切相关，因此可用于在卫星定位、导航等空间应用工程中的电波传播修正。随着科学发展和社会的进步，卫星通信、GNSS导航与定位、星载合成孔径雷达等系统在军事与日常生活中占据越来越重要的地位，电离层闪烁的影响也越来越受到重视，同时闪烁数据中包含电离层物理参量的信息，比如电离层不规则体的结构及其时空变化的信息，而这些信息对电离层等离子体动力学的研究是非常重要的，因此电离层闪烁研究具有更为重要的意义。此外，监测电离层TEC，对于深入研究电离层磁暴及太阳风暴与地球磁层、热层的相关活动也具有重要意义。

目前现有的电离层闪烁与TEC监测设备多是单一的监测电离层闪烁或电离层TEC，为了补偿信号在馈线中较长距离传输时的损耗，在天线后面的第一个前端器件通常为低噪声放大器(LNA)，此外接收机多使用内置电源。但当天线与接收机存在一定距离时，其所用的馈线对信号都有一定程度的衰减而且没有增益，大大增加了系统的噪声，且内置电源对信号也会产生干扰，这种电离层闪烁监测设备抗干扰能力较差，无法满足复杂环境下的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供一种GNSS电离层闪烁与TEC监测设备，具体由以下技术方案实现:

所述GNSS电离层闪烁与TEC监测设备，包括天线、滤波器、接收机、计算机；其中：所述天线，用于接收GNSS卫星信号并将GNSS卫星信号传输给滤波器处理；所述滤波器，用于将接收到的GNSS卫星信号进行滤波后传输给接收机处理；所述接收机，通过串口通信将GNSS卫星信号的信号强度信息、载波相位信息传输到计算机；所述计算机，包括数据采集模块、信息分析模块、数据存储模块与显示模块；所述数据采集模块，用于采集信号强度信息、载波相位信息；所述信息分析模块，用于分析处理信号强度信息、载波相位信息并通过算法计算出电离层TEC信息、电离层闪烁指数信息、TEC抖动指数信息、不规则体强度信息；所述数据存储模块，用于存储信号强度信息、载波相位信息、电离层TEC信息、电离层闪烁指数信息、TEC抖动指数信息、不规则体强度信息；所述显示模块，用于显示监测的数据信息。

所述GNSS电离层闪烁与TEC监测设备的进一步设计在于，所述天线为与信号放大器集成的GNSS天线，且所述馈线与所述滤波器通信连接。

所述GNSS电离层闪烁与TEC监测设备的进一步设计在于，所述滤波器为带通滤波器，用于抑制由馈线及外部环境造成的噪声和干扰信号进入接收机，且所述带通滤波器与接收机通信连接。