适用于北斗GNSS-R接收机的反射信号捕获算法

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)不仅可以为用户提供导航定位信息、授时等功能，其反射信号也可以被接收与处理。利用GNSS反射信号进行目标遥感测量的技术，被称为全球导航卫星系统反射信号遥感技术(Global Navigation Satellite System-Reflections，GNSS-R)[1]。通过处理GNSS卫星的反射信号，可以进行海面、地表、森林等参数的遥感探测与反演[2-4]。中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。它可以进行全方位、多信号源、广覆盖、高分辨率的地表观测实验，为海洋、陆地、冰面等反射面的监测提供了更为可靠有效的方法，这也必将成为北斗系统应用的一个重要领域[5]。

反射信号的捕获是GNSS-R技术中的关键。然而信号经反射面反射后，信号功率大幅度衰减，加大了反射信号的捕获难度。对于反射信号的捕获，通过加长积分时间提高信噪比。北斗接收机跟踪原理目前，常见的反射信号捕获算法主要有相干非相干算法和差分相干捕获算法[6]。其中，相干积分对于信号增益的提升最为有效，但相干积分受限于导航数据跳变[7]。本文针对北斗GNSS-R接收机，提出一种可以克服导航数据跳变的反射信号捕获算法。

1 北斗卫星信号概述

”2020年前后建成由5颗地球静止轨道卫星和30颗非地球静止轨道卫星组成的北斗全球卫星导航系统，即“北斗三号”，向全球提供服务。回答：2020 年“北斗”系统建成后将有 5 颗地球静止轨道卫星以及 30 颗非地球静止轨道卫星 2020 年中国将推出自己的全球导航定位系统，这套系统被命名为“北斗”。2012年底,建成了由地球同步轨道卫星、倾斜同步轨道卫星和中圆轨道卫星共14颗星构成的北斗二号卫星导航系统,实现了全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务,为有效应对我国周边安全威胁和维护国家核心利益,及时增加了厚重砝码。

2 反射信号捕获算法研究

2.1 信号捕获原理

卫星信号的捕获是对多普勒频率及C/A码的二维搜索过程，利用C/A码的强自相关性，在二维搜索过程中找出一个自相关峰值，从而确定C/A码相位偏移以及多普勒频率信息。常见的捕获搜索算法为频率串行码相位并行搜索，其处理框图如图2所示。

2.2 传统反射信号捕获算法

2.2.1 相干-非相干积分算法

透镜组在相干照明下的分辨原理.是1873年由e.阿贝在显微镜成像中提出来的.在相干照明下,被物体衍射的相干光（见光的干涉）,只有当它被显微镜物镜收集时,才能对成像有贡献.换句话说,像平面上光场分布和像的分辨率由物镜收集多少衍射光来决定.最简单情况是考虑一个振幅透过率周期变化的物体——光栅.讨论光栅在相干平面波照明下的成像问题.相干平面波被光栅衍射后,各衍射级次平面波有各自传播方向,在物镜后焦面上产生光栅的夫琅和费衍射图样,即物镜起了变换透镜作用,后焦面就是频谱面.如图所示,…s-1,s0,s+1…表示衍射图样的各个极大值的位置.根据惠更斯－菲涅耳原理,在焦面上的这些衍射图样可以看成许多相干次波源,每个次波源的强度正比于该点的振幅.因此在像平面 ∑i上成像过程可以看成从这些次波源发出的光波互相干涉的结果,即所谓成像的两次衍射过程.要得到一个逼真的像,所有衍射光都必须参与成像过程,事实上由于物镜的孔径有限,高衍射级次光波（相当于物的高空间频率分量）不能被收集进物镜,因而在物镜后焦面上的空间频谱中也缺少了高频分量,这些损失了的高频分量会使像的细节失真.以光栅为例,零级衍射沿光轴传播,其他衍射级次在零级两侧以各自方向传播,假若物镜只收集零级衍射波,则像平面是均匀照明,原光栅物体的周期结构消失。您的广发diy消费积分不仅可任意兑换积分礼品，还可直接申请折抵消费欠款，每10000积分抵20元，多累积多折抵。 如果您未绑定 qq 号码、esales，我的积分就是用来买黄钻、手机短信，每一个自然月的手机用户的积分 本月积分＝本月消费额（元）×积分转换单位（10分/，通过移动运营商付费使用腾讯公司的服务或者购买腾讯公司的产品产生的积分、手机彩信，开会员，积分是一年清空一次：系统自动转移时间为积分计算期间、网银、声讯，该qq号码所累积的积分与对应手机号码所累积的积分可以汇总在一起使用，您可以用手机号码登陆查询和使用您的手机积分： “qq积分地带”积分计划的积分转换单位是，每月 6-12 日为计算期间，手机积分将继续留在手机号码中，付费使用腾讯公司的服务或者购买腾讯公司的产品产生的积分。

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