● 摘要
基于全球卫星定位系统反射信号(GNSS-R)的微波遥感是当前国内外倍受关注的前沿技术和研究热点,其原理是利用全球导航系统的信号发射源,通过岸基,机载以及星载平台上搭载的GNSS-R处理平台,实时的对导航卫星的直射及反射信号的同步接收,从而对不同的物理反射面进行遥感探测。该技术可用于遥感海面风场、海水盐度、海面高程、土地湿度变化、地面高度预警等方面。本文介绍了GNSS-R的可用信号源,国内外发展现状,应用环境、分析了影响GNSS-R空间分辨率的主要因素并在此基础上阐述了时延/多普勒与空间分辨率的关系,引出了提高空间分辨率的方法;在此理论前提下给出了反射信号公共处理平台的系统总体设计。重点论述了基于通用FPGA芯片的反射信号二维一般分辨率相关器,高分辨率相关器,数据上传接口等各个模块的设计与实现,同时给出了系统的仿真、实时运行以及联合调试的结果。在设计实现后,通过反射通道灵敏度测试,海边静态和机载动态原始数据采集,机载条件下一般分辨率二维反射信号相关器实时处理海面反射信号试验,静态土地湿度测量试验以及高分辨率海面长时间静态观测试验验证了所设计的反射信号不同分辨率相关器的功能,证明了反射信号相关器的可用性。最后分析了一般分辨率和高分辨反射信号相关器所消耗的资源,提出现有平台下相关器的不同配置方法,并在试验的基础上提出后续系统可以提升的部分。
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