● 摘要
随着GNSS反射信号（Reflected Single of Global Navigation Satellite System）应用领域的逐步扩大，基于GNSS反射信号的双基雷达遥感越来越受到人们的重视。目前，国内外专家都在积极探索，从地基、空基到天基，已经取得了颇丰的成果。但是，我们不得不意识到GNSS反射信号应用仍然面临很多难题，其中最大问题就是GNSS反射信号同步技术。本文从技术角度详细讨论并提出了三个GNSS反射信号同步过程的影响因素。同GNSS信号一样，GNSS反射信号的同步过程也可以分为捕获和跟踪两个部分。但是由于GNSS反射信号同步的目的不同，而且GNSS反射信号不可复制，这就使得GNSS反射信号的同步方法与直射信号同步方法存在很大的差别。GNSS反射信号的同步必须借助直射信号的载波环路与码环路，换而言之，直射信号的基带环路为反射信号同步提供了一定的帮助。因此，直射信号的处理过程也直接或间接的影响着反射信号同步。已有的接收机分为硬件接收机和软件接收机，硬件接收机一般采用FPGA+DSP结构。本文根据反射信号接收机的特点，给出一种新的GNSS反射信号接收机实现方案。该方案基于FPGA片上系统。FPGA片上系统采用ARM7内核，uC/OS操作系统进行任务管理，它的功率更低、速度更快，面积更小并且可根据需要对外围的接口进行增加和裁剪。本文详细的介绍了基于FPGA片上系统平台，给出了接口模块的原理图，并对UART、WDT、GPIO等接口模块进行测试和验证。同时给出了uC/OS-II在ARM7内核上的移植方法并且测试成功。最后，给出应用软件部分的流程图，应用软件部分主要包括直射通道的鉴别器、滤波器以及反射通道控制软件。本文的创新点在于：（1） 从技术角度详细的分析了影响反射信号同步的因素；（2） 给出了一种新的GNSS反射信号接收机方案。本文的成果主要有：（1） 完成了基于FPGA片上系统平台的搭建；（2） 完成了uC/OS-II操作系统在ARM7内核上的移植；（3） 完成了反射信号处理软件的代码编写。