[发明专利]GNSS-R接收机双天线信号协同相关处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种GNSS‑R接收机双天线信号协同相关处理系统及方法，该系统利用上视天线接收到的GNSS直射信号估计出信号的载噪比、卫星多普勒信息，以及码相位等具体参数，利用这些信息对直射信号泄漏干扰的相关峰进行重构，生成相应的DDM图像，用于辅助下视天线接收到的反射信号与本地码的相关过程，在反射相关波形中进行剔除重构DDM，从而对直射泄漏干扰进行抑制，最终提高输出DDM的质量。

技术领域

本发明属于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)领域，特别涉及一种GNSS-R接收机双天线信号协同相关处理系统及方法。

背景技术

全球导航卫星系统是一种星基无线电定位、导航和授时系统，包括中国北斗系统、美国全球定位系统、欧洲伽利略和俄罗斯格洛纳斯系统等。GNSS-R技术利用GNSS的反射信号对地球表面进行探测，在海面风速探测、地面湿度感知等方面有着广泛的应用。

GNSS-R接收机常常根据接收到的反射信号与本地信号相关，形成延时多普勒图(DelayDopplerMap，DDM)，通过对该图像的处理，提取出相关特征值，从而反演所需感知物体的特性。在具体实现中，接收反射信号的天线往往采用左旋圆极化天线，从而避开直射信号的影响。然而，由于GNSS信号反射较弱，GNSS-R接收机的反射天线在接收反射信号的同时，容易遭受直射信号通过射频造成的泄漏干扰，从而在形成的DDM图像中，包含有直射信号引起的相关峰值，从而造成反射信号处理时的各种问题，影响到系统的精度与稳定性下降。

因此，GNSS-R接收机中存在的反射信号信噪比低、相干积分时间受限、遭受直射泄漏干扰等问题是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对GNSS-R接收机中存在的反射信号信噪比低，容易遭受直射泄漏干扰的技术问题，可以采取以正射信号辅助的方法予以改善。基于GNSS-R接收机中直射信号与反射信号参数的高度一致性和信噪比的悬殊差异性，充分挖掘直射信号的估计信息，对反射信号相关处理进行辅助增强，并利用相关峰重构的方式剔除直射泄漏干扰，从而提高输出DDM质量。因此本发明提供了一种GNSS-R接收机双天线信号协同相关处理系统及方法，能有效提高GNSS-R接收机输出的DDM质量和可靠性。

本发明的思路如下：

GNSS-R接收机双天线信号协同相关处理系统利用上视天线接收到的直射信号估计出信号的载噪比、卫星多普勒信息，以及码相位等具体参数，利用这些信息对直射信号泄漏干扰的相关峰进行重构，生成相应的DDM图像，用于辅助下视天线接收到的反射信号与本地码的相关过程，在反射相关波形中进行剔除重构DDM，从而对直射泄漏干扰进行抑制，最终提高输出DDM的质量。

本发明采用如下的技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种GNSS-R接收机双天线信号协同相关处理系统，包括：上视天线、直射信号射频前端、直射信号处理单元、码生成器、辅助信息生成单元、直射泄漏干扰信号重构单元、下视天线、反射信号射频前端和反射信号处理单元；

所述上视天线、直射信号射频前端、直射信号处理单元依次相连，直射信号处理单元的输出分别连接到码生成器和辅助信息生成单元；

所述码生成器和辅助信息生成单元的输出作为输入，连接到直射泄漏干扰信号重构单元；

所述下视天线、反射信号射频前端、反射信号处理单元依次相连，码生成器和直射泄漏干扰信号重构单元的输出连接到反射信号处理单元；

上视天线接收到直射GNSS信号，传输给直射信号射频前端，直射信号射频前端对直射GNSS信号进行下变频并采样，输出数字中频信号到直射信号处理单元，直射信号处理单元对该数字中频信号进行处理，根据直射信号处理单元的输出结果对码生成器进行调整，辅助信息生成单元利用直射信号处理单元的输出结果提取出辅助信息，包括码相位、多普勒和直射信号载噪比；