一种北斗导航卫星信号地基监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种北斗导航卫星信号地基监测方法及系统，包括：通过地基接收站接收到的信号功率获得地基系统接收功率P

【技术实现步骤摘要】
一种北斗导航卫星信号地基监测方法及系统


[0001]本专利技术属于微波遥感
，尤其涉及一种北斗导航卫星信号地基监测方法及系统。

技术介绍

[0002]我国北斗系统反射信号BDS
‑
R的遥感应用发展还落后于世界顶尖水平。已有的国外GNSS
‑
R遥感卫星计划仅考虑美国全球定位系统反射信号(Global Positioning System
‑
Reflectometry，以下简称GPS
‑
R)。长期以来，在轨运行的业务化GNSS
‑
R遥感卫星星座仅有美国航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，简称NASA)的飓风全球导航卫星系统(CYclone Global Navigation Satellite System,简称CYGNSS)，其海洋及陆地业务化产品已经经历了数十次版本更新，应用领域也在不断扩展。遗憾的是，NASA仅公布压缩后的过程产品，大量可研究内容仅供美国及其相关国家使用，大大影响了中国在该领域的快速发展与进步。随着2019年6月5日，中国第一代兼容北斗系统和在轨定标负载的GNSS
‑
R遥感卫星星座——“捕风一号”试验双星的成功在轨部署打破了这一格局，填补了中国在星载GNSS
‑
R遥感领域的空白。
[0003]然而“捕风一号”存在的问题是虽然能够接收北斗系统反射信号，但是由于缺乏北斗导航卫星信号地基监测产品，致使理论模型中最关键的不同导航卫星的发射功率谱缺失，最终导致了无法对接收到的信号进行遥感定量化处理的瓶颈问题，难以得到相应的地球物理遥感产品，大大影响了我国北斗系统遥感应用的发展进程。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服了现有技术的不足，提供了一种北斗导航卫星信号地基监测方法及系统，解决了我国北斗系统在进行定量遥感应用过程中的瓶颈问题。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种北斗导航卫星信号地基监测方法，包括：通过地基接收站接收到的信号功率获得地基系统接收功率P
R
(θ,φ)；根据预设的地基监测站的天线的产品信息得到天线方向图G
R
(θ,φ)；根据地基接收站位置和北斗导航卫星位置获得传输距离；根据地基系统接收功率P
R
(θ,φ)、天线方向图G
R
(θ,φ)和传输距离得到北斗导航卫星的等效全向辐射功率。
[0006]上述北斗导航卫星信号地基监测方法中，地基系统接收功率通过如下公式得到：
[0007]P
R
(θ,φ)＝S
B
C
BDS
；
[0008]其中，P
R
(θ,φ)为地基系统接收功率，S
B
为尺度因子，θ为北斗导航卫星的俯仰角，φ为北斗导航卫星的方位角，C
BDS
为地基接收机接收到的功率相关值。
[0009]上述北斗导航卫星信号地基监测方法中，尺度因子S
B
通过北斗功率监测系统中的低噪声放大器查找表获得。
[0010]上述北斗导航卫星信号地基监测方法中，传输距离通过如下公式得到：
[0011][0012]其中，R为传输距离，X
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的X坐标，Y
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的Y坐标，Z
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的Z坐标，X
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的X坐标，Y
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的Y坐标，Z
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的Z坐标。
[0013]上述北斗导航卫星信号地基监测方法中，北斗导航卫星的等效全向辐射功率通过如下公式得到：
[0014][0015]其中，E
PRN
(θ,φ)为北斗导航卫星的等效全向辐射功率，P
R
(θ,φ)为地基系统接收功率，R为传输距离，G
R
(θ,φ)为天线方向图，θ为北斗导航卫星的俯仰角，φ为北斗导航卫星的方位角，C为常数。
[0016]一种北斗导航卫星信号地基监测系统，包括：第一模块，用于通过地基接收站接收到的信号功率获得地基系统接收功率P
R
(θ,φ)；第二模块，用于根据预设的地基监测站的天线的产品信息得到天线方向图G
R
(θ,φ)；第三模块，用于根据地基接收站位置和北斗导航卫星位置获得传输距离；第四模块，用于根据地基系统接收功率P
R
(θ,φ)、天线方向图G
R
(θ,φ)和传输距离得到北斗导航卫星的等效全向辐射功率。
[0017]上述北斗导航卫星信号地基监测系统中，地基系统接收功率通过如下公式得到：
[0018]P
R
(θ,φ)＝S
B
C
BDS
；
[0019]其中，P
R
(θ,φ)为地基系统接收功率，S
B
为尺度因子，θ为北斗导航卫星的俯仰角，φ为北斗导航卫星的方位角，C
BDS
为北斗导航卫星信号地基接收机接收到的功率相关值。
[0020]上述北斗导航卫星信号地基监测系统中，尺度因子S
B
通过北斗功率监测系统中的低噪声放大器查找表获得。
[0021]上述北斗导航卫星信号地基监测系统中，传输距离通过如下公式得到：
[0022][0023]其中，R为传输距离，X
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的X坐标，Y
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的Y坐标，Z
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的Z坐标，X
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的X坐标，Y
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的Y坐标，Z
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的Z坐标。
[0024]上述北斗导航卫星信号地基监测系统中，北斗导航卫星的等效全向辐射功率通过如下公式得到：
[0025][0026]其中，E
PRN
(θ,φ)为北斗导航卫星的等效全向辐射功率，P
R
(θ,φ)为地基系统接收功率，R为传输距离，G
R
(θ,φ)为天线方向图，θ为北斗导航卫星的俯仰角，φ为北斗导航卫星的方位角，C为常数。
[0027]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0028](1)本专利技术通过获取北斗系统等效全向辐射功率得到每一颗北斗系统导航卫星在不同入射方向下的发射功率和增益，进而能够弥补进行定量遥感应用过程中发射端功率大小的不确定性这一瓶颈问题；
[0029](2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗导航卫星信号地基监测方法，其特征在于包括：通过地基接收站接收到的信号功率获得地基系统接收功率；根据预设的地基监测站的天线的产品信息得到天线方向图；根据地基接收站位置和北斗导航卫星位置获得传输距离；根据地基系统接收功率、天线方向图和传输距离得到北斗导航卫星的等效全向辐射功率。2.根据权利要求1所述的北斗导航卫星信号地基监测方法，其特征在于：地基系统接收功率通过如下公式得到：P
R
(θ,φ)＝S
B
C
BDS
；其中，P
R
(θ,φ)为地基系统接收功率，S
B
为尺度因子，θ为北斗导航卫星的俯仰角，φ为北斗导航卫星的方位角，C
BDS
为地基接收站接收到的功率相关值。3.根据权利要求2所述的北斗导航卫星信号地基监测方法，其特征在于：尺度因子S
B
通过北斗功率监测系统中的低噪声放大器查找表获得。4.根据权利要求1所述的北斗导航卫星信号地基监测方法，其特征在于：传输距离通过如下公式得到：其中，R为传输距离，X
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的X坐标，Y
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的Y坐标，Z
T
为北斗导航卫星地心地固坐标系下的Z坐标，X
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的X坐标，Y
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的Y坐标，Z
R
为北斗功率监测系统地心地固坐标系下的Z坐标。5.根据权利要求1所述的北斗导航卫星信号地基监测方法，其特征在于：北斗导航卫星的等效全向辐射功率通过如下公式得到：其中，E
PRN
(θ,φ)为北斗导航卫星的等效全向辐射功率，G
R
(θ,φ)为天线方向图，P
R
(θ,φ)为地基系统接收功率，R为传输距离，θ为北斗导航卫星的俯仰角，φ为北斗导航卫星的方位角，C为常数。6.一种北斗导航卫星信号地基监测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：井成，牛新亮，马高，韩冲，雷博持，万贝，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：