● 摘要
近年来的研究证明,GNSS反射信号可应用于遥感应用,它具有无需发射机、大量信号源等特点。目前,对GNSS反射信号处理系统的研制大多集中在硬件方面,而软件系统具有模块性强,灵活性强等优势,并且具有验证的功能。因此,研究GNSS反射信号软件处理系统是非常有意义的。本文旨在开发一个基于软件的GNSS反射信号处理系统,其主要功能为对反射信号的处理功能和对其他处理系统的验证功能。由于目前GPS系统比较成熟,本文主要以GPS信号为研究对象,进行反射信号软件处理系统的研究和实现。所做的主要工作如下:1. 对GPS反射信号的特性进行了研究,包括其极化特性、码延迟特性、多普勒特性和相关函数特性。描述了GPS反射信号在海洋遥感和土地湿度遥感中的应用,并且说明遥感应用所需要的是反射信号的相关功率信息。2. 根据遥感应用的需求,通过通用GNSS反射信号体系结构设计了GPS反射信号软件处理系统的结构、通道结构以及GPS反射信号的处理方法和主要处理算法——开环处理算法。由于GPS反射信号属于微弱信号,本文采用了相干积分和非相干积分组合的方法来提高信号的信噪比,并且通过实际数据的处理说明该方法的作用。3. 设计了软件系统的整体结构,并且给出了各个模块的流程图,详细介绍了GPS反射信号的处理过程以及码延迟分辨率、多普勒分辨率、二维相关功率值计算的实现方法。以Microsoft Visual C++ 6.0为开发环境,基于MFC进行了系统框架的搭建,并利用C和C++语言实现了开环处理算法和相干积分和非相干积分的组合以及软件系统的各个模块。4. 利用本系统对课题组进行的不同试验环境下所采集的原始数据进行处理和结果分析,并与理论结果进行对比具有一致性,说明该系统处理得到的数据可应用与遥感应用中。5. 与硬件系统进行比较,验证了硬件系统和处理算法。并且分析了系统运行对资源的消耗情况,指出了该软件系统存在的不足。
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