[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

摘要

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，属于卫星导航领域，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；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。

主权项

一种可用于海面测风的北斗MEO卫星机载反射信号模拟器，其特征在于，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。