適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取裝置的製作方法
2023-06-02 18:55:26
專利名稱：適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種海洋遙感裝置，更特別地說，是一種適用於延遲映射接收機中對 反演有效波高和相對高程的獲取裝置。
背景技術：
全球定位系統不僅為空間信息用戶提供了導航定位信息，還提供了源源不斷的L 波段微波信號資源。最近十幾年，GPS-R遙感技術得到了迅速發展，通過接收衛星直射信號 和海面反射信號，採用相關處理，得到C/A碼的相關函數波形，進而進行要素反演，可以用 於海面風場反演、海洋鹽度測量、海面高程測量、地面溼度區分、地形高度預警等方面。現有延遲映射接收機或都卜勒延遲映射接收機都是由左旋接收天線、右旋接收天 線、雙射頻前端、高速A/D採樣器、多通道專用相關器、基帶信號處理器、上位機以及相應的 接口電路組成，而多通道專用相關器和基帶信號處理器一般多採用DSP處理晶片實現，如 《測控技術》2006年第25卷第5期中圖2所示的延遲映射接收機的系統構成。對反射信號 的處理都採用多通道相關器這種時域處理方法，而且大都採取事後處理的方法，而不是實 時輸出反演要素。對於延遲映射接收機或都卜勒延遲映射接收機來講，直射信號順次經右 旋天線、射頻前端、高速A/D轉換器後輸出直射數字中頻信號DDIF ；反射信號順次經左旋天 線、射頻前端、高速A/D轉換器後輸出反射數字中頻信號RDIF。快速傅立葉變換(FFT)在處理GPS直射信號的捕獲上有所應用，但在處理GPS反 射信號上並沒有應用，隨著大規模FPGA晶片的不斷發展，使得FFT在GPS反射信號的處理 上能夠很好的應用，它能夠提高GPS反射信號的處理速度。
發明內容
本發明提出了一種適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取 裝置，該裝置通過在FPGA晶片用Verilog HDL語言設計得到硬體的功效。在本發明中，採 用頻域處理方法對直射數字中頻信號DDIF和反射數字中頻信號RDIF進行處理，得到衛星 直射信號和海面反射信號的二維相關值(CDCo、CRCo)和二維相關功率值(PDCo、PRCo)；採 用幹涉複數場處理方法對⑶Co、CRCo和ε進行處理，得到海面有效波高SWH;採用峰值跟 隨處理方法對PDCo、PRCo和ε進行處理，得到延遲映射接收機至海面的相對高程H。本發明的一種適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取裝置， 該裝置包括直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊、二維相關計算模塊、有效波高計算模塊和相對 高程計算模塊；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊用於產生載波頻率CAN0、碼相位CDN0、導航定位 解Psv和衛星高度角ε ；其中，載波頻率CAN0、碼相位⑶NO、導航定位解Psv輸出給二維相 關計算模塊，衛星高度角ε分別輸出給有效波高計算模塊和相對高程計算模塊；二維相關計算模塊中採用頻域處理方法的具體步驟如下
直射數字中頻信號DDIF輸入到數據存儲A中存儲Ims ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號載波頻率信號CANO輸入到載波 發生器中，載波發生器受都卜勒頻移dop控制，輸出附加都卜勒頻移的載波信號CAN01，該 CANOl信號分別經正弦sin和餘弦cos運算後，輸出水平分量IC、垂直信號分量QC ；所述水平分量IC與數據存儲A中存儲Ims直射信號數字中頻信號DDIF進行乘法 運算，得到去除了載波的直射基帶信號水平分量IDB ；所述垂直信號分量QC與數據存儲A中存儲Ims直射信號數字中頻信號DDIF進行 乘法運算，得到去除了載波的直射信號垂直分量QDB ；變換器A將直射基帶信號水平分量IDB和直射信號垂直分量QDB合成複數形式後 進行FFT變換輸出直-頻域信號FIQDB ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號碼相位信號CDNO輸入到數據存 儲C中存儲Ims ；存儲Ims的CDNO在變換器C中進行FFT變換和取共軛操作得到碼相位頻 域信號FIQC ；所述直-頻域信號FIQDB與碼相位頻域信號FIQC進行乘法運算後，輸出結果 直-頻域相關信號FD;所述直-頻域相關信號FD在逆變換器A中進行進行快速傅立葉逆變換處理得到 直_時域相關信號TD輸入到數據存儲D ；在截取器A中所述的直-時域相關信號TD受到碼延遲相位控制CP，截取設定延遲 範圍內的直-二維相關信號TDC;在相干疊加器A中對直-二維相關信號TDC進行相干疊加運算得到疊加後的 直_ 二維相干信號CoD ；所述的直-二維相干信號CoD —方面輸出到有效波高計算模塊反演得到有效波高 SffH ；另一方面輸出到平方和與非相干疊加器A中進行相關功率計算和非相干疊加計算輸 出直_ 二維相關功率信號InD ；該信號InD輸出到相對高程計算模塊反演相對高程H ；反射數字中頻信號RDIF輸入到數據存儲B中存儲Ims ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號載波頻率信號CANO輸入到載波 發生器中，載波發生器受都卜勒頻移dop控制，輸出附加都卜勒頻移的載波信號CAN01，該 CANOl信號分別經正弦sin和餘弦cos運算後，輸出水平分量IC、垂直信號分量QC ；所述水平分量IC與數據存儲B中存儲Ims反射信號數字中頻信號RDIF進行乘法 運算，得到去除了載波的反射基帶信號水平分量IRB ；所述垂直信號分量QC與數據存儲B中存儲Ims反射信號數字中頻信號RDIF進行 乘法運算，得到去除了載波的反射信號垂直分量QRB ；變換器B將反射基帶信號水平分量IRB和反射信號垂直分量QRB合成複數形式後 進行FFT變換輸出反-頻域信號FIQRB ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號碼相位信號CDNO輸入到數據存 儲C中存儲Ims ；存儲Ims的CDNO在變換器C中進行FFT變換和取共軛操作得到碼相位頻 域信號FIQC ；所述反-頻域信號FIQRB與碼相位頻域信號FIQC進行乘法運算後，輸出結果 反_頻域相關信號FR ；
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所述反-頻域相關信號FR在逆變換器B中進行進行快速傅立葉逆變換處理得到 反_時域相關信號TR輸入到數據存儲E ；在截取器B中所述的反-時域相關信號TR —方面受到碼延遲相位控制CP，另一方 面受到反射信號延時控制RCP，從而截取設定延遲範圍內的反_ 二維相關信號TRC ；所述反 射信號延時時間控制字RCP是對導航定位解Psv (直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的) 根據海面發生反射的空間幾何關係RCP = 2hsin ε得到，h表示延遲映射接收機所在環境 下的海拔高度，ε表示反射衛星的高度角；在相干疊加器B中對反-二維相關信號TRC進行相干疊加運算得到疊加後的 反-二維相干信號CoR ；所述的反-二維相干信號CoR —方面輸出到有效波高計算模塊反演得到有效波高 SffH ；另一方面輸出到平方和與非相干疊加器B中進行相關功率計算和非相干疊加計算輸 出反-二維相關功率信號InR ；該信號InR輸出到相對高程計算模塊反演相對高程H ；有效波高計算模塊包括有最大值判斷模塊MaxA、最大值判斷模塊MaxB、除法器、 存儲到數據存儲F、有效相關時間計算模塊和有效波高計算模型模塊；在最大值判斷模塊MaxA中對直-二維相干信號CoD進行最大值選取，得到直_最 大二維相關值MCoD ；在最大值判斷模塊MaxB中對反-二維相干信號CoR進行最大值選取，得到反_最 大二維相關值MCoR ；在除法器中依據幹涉複數場關係IFC = MCoR/MCoD進行處理，得到幹涉複數場 IFC ；在存儲到數據存儲F中對幹涉複數場IFC進行5s數據存儲後，然後在自相關運算 模塊中進行自相關運算得到自相函數值FIFC ；在有效相關時間計算模塊中先對自相關函數值FIFC進行相關時間τ的判斷，然 後根據有效相關時間關係τ 『 = τ Xsin(e)獲得有效相關時間τ 『；在有效波高計算模型模塊中依據有效波高經驗值關係SWH = a/x 『 +b得到有效 波高 SWH ；a = 0. 0182，b = -0. 5647 ；相對高程計算模塊包括有峰值位置檢測模塊A、峰值位置檢測模塊B、峰值路徑差 計算模塊和高程計算模塊；在峰值位置檢測模塊A中對直-二維相關功率信號InD進行峰值功率出現位置判 斷，得到直_峰值功率最大值延遲路徑DPD ；在峰值位置檢測模塊B中對反-二維相關功率信號InR進行峰值功率出現位置判 斷，得到反_峰值功率最大值延遲路徑RPD ；在峰值路徑差計算模塊中，根據峰值延遲關係P =RPD-DPD計算反射信號與直射 信號的峰值路徑差P ；在高程計算模塊中，依據相對高程解析公式H= P/(2X Sin(O)計算延遲映射 接收機到海面的相對高程H。適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取裝置的特點1、本發明可以實時輸出海面有效波高；2、本發明可以實時輸出裝置到海面的相對高程；
3、本發明的二維相關計算模塊對直射信號和海面反射信號的處理採用了快速傅 裡葉變換的處理方式，處理速度快。
圖1為本發明反演有效波高和相對高程海洋遙感裝置的結構框圖。圖2為本發明的二維相關計算模塊的結構框圖。圖3為本發明的有效波高計算模塊的結構框圖。圖4為本發明的相對高程模塊的結構框圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。參見圖1所示，本發明是一種適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高 程的獲取裝置，該裝置包括直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊、二維相關計算模塊、有效波高 計算模塊和相對高程計算模塊。(一 )直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊採用2006年7月第27卷第4期在《遙測遙控》公 開的「GPS接收機基帶信號處理模塊的FPGA實現」文獻進行處理，分別得到載波頻率CAN0、 碼相位⑶NO、導航定位解Psv和衛星高度角ε。其中，載波頻率CAN0、碼相位⑶NO、導航定 位解Psv輸出給二維相關計算模塊，衛星高度角ε分別輸出給有效波高計算模塊和相對高 程計算模塊。( 二 ) 二維相關計算模塊參見圖2所示，二維相關計算模塊利用FFT的方法對直射數字中頻信號DDIF和反 射數字中頻信號RDIF進行處理得到直射信號和反射信號的二維相關值，並將直射信號和 反射信號的二維相關值一方面輸出到有效波高計算模塊反演有效波高H(單位米)；另一方 面輸出到相對高程計算模塊反演遙感裝置到海面的相對高程SWH(單位米)。二維相關計算模塊中採用頻域處理方法的具體步驟如下直射數字中頻信號DDIF輸入到數據存儲A中存儲Ims ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號載波頻率信號CANO輸入到載波 發生器中，載波發生器受都卜勒頻移dop控制，輸出附加都卜勒頻移的載波信號CAN01，該 CANOl信號分別經正弦sin和餘弦cos運算後，輸出水平分量IC、垂直信號分量QC ；所述水平分量IC與數據存儲A中存儲Ims直射信號數字中頻信號DDIF進行乘法 運算，得到去除了載波的直射基帶信號水平分量IDB ；所述垂直信號分量QC與數據存儲A中存儲Ims直射信號數字中頻信號DDIF進行 乘法運算，得到去除了載波的直射信號垂直分量QDB ；變換器A將直射基帶信號水平分量IDB和直射信號垂直分量QDB合成複數形式後 進行FFT變換輸出直-頻域信號FIQDB ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號碼相位信號CDNO輸入到數據存 儲C中存儲Ims ；存儲Ims的CDNO在變換器C中進行FFT變換和取共軛操作得到碼相位頻 域信號FIQC ；
所述直-頻域信號FIQDB與碼相位頻域信號FIQC進行乘法運算後，輸出結果 直-頻域相關信號FD;所述直-頻域相關信號FD在逆變換器A中進行進行快速傅立葉逆變換處理得到 直_時域相關信號TD輸入到數據存儲D ；在截取器A中所述的直-時域相關信號TD受到碼延遲相位控制CP，截取設定延遲 範圍內的直-二維相關信號TDC;在相干疊加器A中對直-二維相關信號TDC進行相干疊加運算得到疊加後的 直_ 二維相干信號CoD ；所述的直_ 二維相干信號CoD —方面輸出到有效波高計算模塊反演得到有效波高 SffH ；另一方面輸出到平方和與非相干疊加器A中進行相關功率計算和非相干疊加計算輸 出直_ 二維相關功率信號InD ；該信號InD輸出到相對高程計算模塊反演相對高程H。反射數字中頻信號RDIF輸入到數據存儲B中存儲Ims ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號載波頻率信號CANO輸入到載波 發生器中，載波發生器受都卜勒頻移dop控制，輸出附加都卜勒頻移的載波信號CAN01，該 CANOl信號分別經正弦sin和餘弦cos運算後，輸出水平分量IC、垂直信號分量QC ；所述水平分量IC與數據存儲B中存儲Ims反射信號數字中頻信號RDIF進行乘法 運算，得到去除了載波的反射基帶信號水平分量IRB ；所述垂直信號分量QC與數據存儲B中存儲Ims反射信號數字中頻信號RDIF進行 乘法運算，得到去除了載波的反射信號垂直分量QRB ；變換器B將反射基帶信號水平分量IRB和反射信號垂直分量QRB合成複數形式後 進行FFT變換輸出反-頻域信號FIQRB ；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號碼相位信號CDNO輸入到數據存 儲C中存儲Ims ；存儲Ims的CDNO在變換器C中進行FFT變換和取共軛操作得到碼相位頻 域信號FIQC ；所述反-頻域信號FIQRB與碼相位頻域信號FIQC進行乘法運算後，輸出結果 反_頻域相關信號FR ；所述反-頻域相關信號FR在逆變換器B中進行進行快速傅立葉逆變換處理得到 反_時域相關信號TR輸入到數據存儲E ；在截取器B中所述的反-時域相關信號TR —方面受到碼延遲相位控制CP，另一方 面受到反射信號延時控制RCP，從而截取設定延遲範圍內的反_ 二維相關信號TRC ；所述反 射信號延時時間控制字RCP是對導航定位解Psv (直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的) 根據海面發生反射的空間幾何關係RCP = 2hsin ε得到，h表示延遲映射接收機所在環境 下的海拔高度，ε表示反射衛星的高度角；在相干疊加器B中對反-二維相關信號TRC進行相干疊加運算得到疊加後的 反_ 二維相干信號CoR ；所述的反-二維相干信號CoR —方面輸出到有效波高計算模塊反演得到有效波高 SffH ；另一方面輸出到平方和與非相干疊加器B中進行相關功率計算和非相干疊加計算輸 出反-二維相關功率信號InR ；該信號InR輸出到相對高程計算模塊反演相對高程H。在本發明中，採用頻域處理方法對直射信號和反射信號進行二維相關處理，能夠
9實時快速的得到碼相位的時域相關值TD和TR。在本發明中，通過CP參與直射信號、CP和RCP參與反射信號的協作，可以對有效 的相關值進行截取，對截取的相關值進行相干疊加提高了信噪比，使得有效波高SWH的反 演精度得以提高。(三)有效波高計算模塊參見圖3所示，有效波高計算模塊包括有最大值判斷模塊MaxA、最大值判斷模塊 MaxB、除法器、存儲到數據存儲F、有效相關時間計算模塊和有效波高計算模型模塊。在最大值判斷模塊MaxA中對直-二維相干信號CoD進行最大值選取，得到直_最 大二維相關值MCoD ；在最大值判斷模塊MaxB中對反-二維相干信號CoR進行最大值選取，得到反-最 大二維相關值MCoR ；在除法器中依據幹涉複數場關係IFC = MCoR/MCoD進行處理，得到幹涉複數場 IFC-；在存儲到數據存儲F中對幹涉複數場IFC進行5s數據存儲後，然後在自相關運算 模塊中進行自相關運算得到自相函數值FIFC ；在有效相關時間計算模塊中先對自相關函數值FIFC進行相關時間τ (單位秒) 的判斷，然後根據有效相關時間關係τ 『 = τ Xsin(e)獲得有效相關時間τ 『(單位 秒)；ε表示反射衛星的高度角；在有效波高計算模型模塊中依據有效波高經驗值關係SWH = a/x 『 +b得到有效 波高SWH ；a和b為經驗值，a = 0. 0182 (單位米)，b = -0. 5647 (單位米)。在本發明中，有效波高計算模塊採用幹涉複數場關係IFC = MCoR/MCoD能夠消除 直射信號變化帶來的幹擾，從而提高了有效波高SWH的測量精度。(四)相對高程計算模塊參見圖4所示，相對高程計算模塊包括有峰值位置檢測模塊A、峰值位置檢測模塊 B、峰值路徑差計算模塊和高程計算模塊。在峰值位置檢測模塊A中對直-二維相關功率信號InD進行峰值功率出現位置判 斷，得到直_峰值功率最大值延遲路徑DPD ；在峰值位置檢測模塊B中對反-二維相關功率信號InR進行峰值功率出現位置判 斷，得到反_峰值功率最大值延遲路徑RPD ；在峰值路徑差計算模塊中，根據峰值延遲關係P = RPD-DPD計算反射信號與直射 信號的峰值路徑差P ；在高程計算模塊中，依據相對高程解析公式H= P/(2X Sin(O)計算延遲映射 接收機到海面的相對高程H。在本發明中，相對高程計算模塊中應用直射信號的峰值位置檢測和反射信號的峰 值位置檢測共同作用下，獲得了精度較高的峰值路徑延遲，從而提高了相對高程H的反演 精度。
權利要求
一種適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取裝置，該裝置包括直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊，其特徵在於還包括有二維相關計算模塊、有效波高計算模塊和相對高程計算模塊；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊用於產生載波頻率CANO、碼相位CDNO、導航定位解Psv和衛星高度角ε；其中，載波頻率CANO、碼相位CDNO、導航定位解Psv輸出給二維相關計算模塊，衛星高度角ε分別輸出給有效波高計算模塊和相對高程計算模塊；二維相關計算模塊中採用頻域處理方法的具體步驟如下直射數字中頻信號DDIF輸入到數據存儲A中存儲1ms；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號載波頻率信號CANO輸入到載波發生器中，載波發生器受都卜勒頻移dop控制，輸出附加都卜勒頻移的載波信號CANO1，該CANO1信號分別經正弦sin和餘弦cos運算後，輸出水平分量IC、垂直信號分量QC；所述水平分量IC與數據存儲A中存儲1ms直射信號數字中頻信號DDIF進行乘法運算，得到去除了載波的直射基帶信號水平分量IDB；所述垂直信號分量QC與數據存儲A中存儲1ms直射信號數字中頻信號DDIF進行乘法運算，得到去除了載波的直射信號垂直分量QDB；變換器A將直射基帶信號水平分量IDB和直射信號垂直分量QDB合成複數形式後進行FFT變換輸出直 頻域信號FIQDB；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號碼相位信號CDNO輸入到數據存儲C中存儲1ms；存儲1ms的CDNO在變換器C中進行FFT變換和取共軛操作得到碼相位頻域信號FIQC；所述直 頻域信號FIQDB與碼相位頻域信號FIQC進行乘法運算後，輸出結果直 頻域相關信號FD；所述直 頻域相關信號FD在逆變換器A中進行進行快速傅立葉逆變換處理得到直 時域相關信號TD輸入到數據存儲D；在截取器A中所述的直 時域相關信號TD受到碼延遲相位控制CP，截取設定延遲範圍內的直 二維相關信號TDC；在相干疊加器A中對直 二維相關信號TDC進行相干疊加運算得到疊加後的直 二維相干信號CoD；所述的直 二維相干信號CoD一方面輸出到有效波高計算模塊反演得到有效波高SWH；另一方面輸出到平方和與非相干疊加器A中進行相關功率計算和非相干疊加計算輸出直 二維相關功率信號InD；該信號InD輸出到相對高程計算模塊反演相對高程H；反射數字中頻信號RDIF輸入到數據存儲B中存儲1ms；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號載波頻率信號CANO輸入到載波發生器中，載波發生器受都卜勒頻移dop控制，輸出附加都卜勒頻移的載波信號CANO1，該CANO1信號分別經正弦sin和餘弦cos運算後，輸出水平分量IC、垂直信號分量QC；所述水平分量IC與數據存儲B中存儲1ms反射信號數字中頻信號RDIF進行乘法運算，得到去除了載波的反射基帶信號水平分量IRB；所述垂直信號分量QC與數據存儲B中存儲1ms反射信號數字中頻信號RDIF進行乘法運算，得到去除了載波的反射信號垂直分量QRB；變換器B將反射基帶信號水平分量IRB和反射信號垂直分量QRB合成複數形式後進行FFT變換輸出反 頻域信號FIQRB；直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的直射信號碼相位信號CDNO輸入到數據存儲C中存儲1ms；存儲1ms的CDNO在變換器C中進行FFT變換和取共軛操作得到碼相位頻域信號FIQC；所述反 頻域信號FIQRB與碼相位頻域信號FIQC進行乘法運算後，輸出結果反 頻域相關信號FR；所述反 頻域相關信號FR在逆變換器B中進行進行快速傅立葉逆變換處理得到反 時域相關信號TR輸入到數據存儲E；在截取器B中所述的反 時域相關信號TR一方面受到碼延遲相位控制CP，另一方面受到反射信號延時控制RCP，從而截取設定延遲範圍內的反 二維相關信號TRC；所述反射信號延時時間控制字RCP是對導航定位解Psv(直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊輸出的)根據海面發生反射的空間幾何關係RCP＝2hsinε得到，h表示延遲映射接收機所在環境下的海拔高度，ε表示反射衛星的高度角；在相干疊加器B中對反 二維相關信號TRC進行相干疊加運算得到疊加後的反 二維相干信號CoR；所述的反 二維相干信號CoR一方面輸出到有效波高計算模塊反演得到有效波高SWH；另一方面輸出到平方和與非相干疊加器B中進行相關功率計算和非相干疊加計算輸出反 二維相關功率信號InR；該信號InR輸出到相對高程計算模塊反演相對高程H；有效波高計算模塊包括有最大值判斷模塊MaxA、最大值判斷模塊MaxB、除法器、存儲到數據存儲F、有效相關時間計算模塊和有效波高計算模型模塊；在最大值判斷模塊MaxA中對直 二維相干信號CoD進行最大值選取，得到直 最大二維相關值MCoD；在最大值判斷模塊MaxB中對反 二維相干信號CoR進行最大值選取，得到反 最大二維相關值MCoR；在除法器中依據幹涉複數場關係IFC＝MCoR/MCoD進行處理，得到幹涉複數場IFC；在存儲到數據存儲F中對幹涉複數場IFC進行5s數據存儲後，然後在自相關運算模塊中進行自相關運算得到自相函數值FIFC；在有效相關時間計算模塊中先對自相關函數值FIFC進行相關時間τ的判斷，然後根據有效相關時間關係τ′＝τ×sin(ε)獲得有效相關時間τ′；ε表示反射衛星的高度角；在有效波高計算模型模塊中依據有效波高經驗值關係SWH＝a/τ′+b得到有效波高SWH；a＝0.0182，b＝ 0.5647；相對高程計算模塊包括有峰值位置檢測模塊A、峰值位置檢測模塊B、峰值路徑差計算模塊和高程計算模塊；在峰值位置檢測模塊A中對直 二維相關功率信號InD進行峰值功率出現位置判斷，得到直 峰值功率最大值延遲路徑DPD；在峰值位置檢測模塊B中對反 二維相關功率信號InR進行峰值功率出現位置判斷，得到反 峰值功率最大值延遲路徑RPD；在峰值路徑差計算模塊中，根據峰值延遲關係ρ＝RPD DPD計算反射信號與直射信號的峰值路徑差ρ；在高程計算模塊中，依據相對高程解析公式H＝ρ/(2×sin(ε))計算延遲映射接收機到海面的相對高程H。
全文摘要
本發明公開了一種適用於延遲映射接收機中對反演有效波高和相對高程的獲取裝置，該裝置包括直射信號捕獲、跟蹤及定位模塊、二維相關計算模塊、有效波高計算模塊和相對高程計算模塊。在本發明中，採用頻域處理方法對直射數字中頻信號DDIF和反射數字中頻信號RDIF進行處理，得到衛星直射信號和海面反射信號的二維相關值CDCo、CRCo和二維相關功率值PDCo、PRCo；採用幹涉複數場處理方法對CDCo、CRCo和ε進行處理，得到海面有效波高SWH；採用峰值跟隨處理方法對PDCo、PRCo和ε進行處理，得到延遲映射接收機至海面的相對高程H。
文檔編號G01S19/35GK101975959SQ20101027157
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月3日 優先權日2010年9月3日
發明者吳紅甲, 張波, 李偉強, 李明裡, 楊東凱 申請人:北京航空航天大學