[发明专利]一种实现GNSS-R相位差提取的硬件接收机及方法

摘要

本发明涉及一种实现GNSS-R相位差提取的硬件接收机及方法。该硬件接收机包括码相位差快速粗测模块、码相位差精测模块、载波相位差估计模块和全相位变换与载波相位差修正模块。该方法基于FPGA和DSP，利用FIFO进行数据延时相关实现反射信号有效相干积分，利用码相位差粗测值作为牛顿高斯迭代算法的初值计算码相位差精测值，利用码相位差精测值引导载波相位差求解，利用全相位FFT计算直射信号与反射信号的初相值，并通过初相值的比较修正载波相位差最终结果。本发明可通过硬件器件对采集到的直射与反射导航信号进行实时精确的处理，可对反射面引起的载波相位差测量误差进行修正。

主权项

一种采用硬件接收机的GNSS‑R相位差提取方法，其特征在于，包括以下步骤：1)码相位差快速粗测：通过DMR相关器在时域和频域对直射、反射信号在一个导航扩频码周期内进行相关处理；通过FIFO对DMR相关器输出的直射信号处理结果进行1ms的固定延时，并与当前直射信号DMR相关器输出结果相乘，产生可对当前基带导航电文数据变化实时检测的参考信号；通过延时可调FIFO对参考信号进行延时，将其与实时采集处理的反射信号DMR相关器输出结果相乘，消除反射信号中导航电文对相干积分的影响；进行一定码周期的相干积分，形成直射信号与反射信号的相关功率波形；对反射信号相关功率波形进行相关函数微分方法处理，消除反射面散射造成的相关功率波形峰值点偏移，再通过一次微分和过零点检测求得直射和反射信号的码相位差粗测结果；2)码相位差精测：在DSP片上存储器中存储反射信号相关功率波形的理论模型数据库，将码相位差粗测结果作为迭代初值输入DSP，同时也作为反馈控制信号控制延时可调FIFO的延时时间；通过牛顿高斯迭代方法对反射信号相关功率波形进行拟合以实现相位差的精确估计。