[发明专利]一种基于GNSS-R空中飞行目标实时探测装置及探测方法

摘要

一种基于GNSS-R空中飞行目标实时探测装置，包括机箱，机箱内顺次连接的是实时监测模块、射频前端、AD译码模块、FPGA信号处理模块和空中飞行目标位置解算模块；机箱外置三个反射信号接收模块和一个直射信号接收模块，分别架设在地面上相应的位置，每个反射信号接收模块设置1根左旋天线，直射信号接收模块设置1根右旋天线，通过数据线连接到机箱外壳专门设置的四个开口处，这些开口另一侧与射频前端相连；机箱外壳另设有两个开口，一个为电源接口，用以给该装置供电，另一个为数据输出接口，与用户终端相连，用以实时显示空中飞行目标位置；其探测方法有七大步骤。本发明在空中飞行目标探测技术领域里具有广阔地应用前景。

主权项

一种基于GNSS‑R空中飞行目标实时探测装置，其特征在于：包括机箱，机箱内顺次连接的是实时监测模块、射频前端、AD译码模块、FPGA信号处理模块和空中飞行目标位置解算模块；机箱外置三个反射信号接收模块和一个直射信号接收模块，分别架设在地面上相应的位置，其中，每个反射信号接收模块设置1根左旋天线，直射信号接收模块设置1根右旋天线，通过数据线连接到机箱外壳专门设置的四个开口处，这些开口另一侧与射频前端相连；机箱外壳另设有两个开口，一个为电源接口，用以给该装置供电，另一个为数据输出接口，与用户终端相连，用以实时显示空中飞行目标位置；三个反射信号接收模块和直射信号接收模块分别架设在地面上相应的位置，其余各模块集成到一个长方体形状的机箱内，整个装置能实现信号实时监测、信号接收处理、空中飞行目标位置解算和位置数据传输一体化；该直射信号接收模块接收单颗GNSS卫星发射的直射信号，并存储到左旋天线临时存储单元，三个反射信号接收模块分别接收该卫星经目标反射后的反射信号，并存储到右旋天线临时存储单元；实时监测模块对空中飞行目标的位置进行判别，当空中飞行目标均处于三个反射信号接收模块的探测区域内时，启动射频前端，对接收的直射信号和反射信号进行数据处理，否则，射频前端不进行任何操作，同时释放左旋天线临时存储单元和右旋天线临时存储单元中的数据，实时监测模块进行下一单位时刻的空中飞行目标的位置判别；若空中飞行目标均处于三个反射信号接收模块的探测区域内，启动射频前端，对接收到的三路反射信号和直射信号分别处理成模拟中频信号，并输入到AD译码模块；AD译码模块将接收到的模拟中频信号进行采样和量化，将其转化为数字中频信号，并输入到FPGA信号处理模块；FPGA信号处理模块对反射信号和直射信号所对应的数字中频信号进行协同处理，分别计算出三路反射信号相对于直射信号的时间延迟Δt1、Δt2和Δt3，并输入到空中飞行目标位置解算模块；空中飞行目标位置解算模块对空中飞行目标的位置进行解算，得出该目标在地心地固坐标系下的位置坐标(X0，Y0，Z0)，并通过数据线将结果传送至用户终端，实现实时探测。