星载GNSS-R海面风场观测载荷关键技术设计与验证

• 作者: 王延光 白照广 朱雪萍 王崇羽 韩琳
• 来源期刊: 中国空间科学技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 星载GNSS-R 海面风场观测 载荷 关键技术 设计与验证
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 捕风一号专栏
• 页码范围: 117-124
• 页数: 8页
• 分类号: V19
• 语种: 中文
• DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0029

摘要

目前海面风场观测手段有限,基于全球导航卫星系统反射信号处理(global navigation satellite system reflection,GNSS-R)的天基观测为全球风场信息获取提供了全新的手段.GNSS-R海面风速探测技术具有全天时、全天候、低功耗、宽覆盖、多信号源、低成本等特点,日益获得了广泛的关注.由于GNSS系统设计之初的目标是面向全球用户提供基于无线电伪距测量的被动导航服务,并非设计为天基遥感辐射源,所以GNSS-R反射信号具有观测点离散、信号功率弱、信号处理算法运算量大等特点.以捕风一号卫星为研究对象,对GNSS-R信号处理算法和处理系统进行了研究.针对GNSS-R信号特点和星载实时处理需求和约束,提出在短时循环相关和旋转变换的基础上配合动态相位补偿技术在数据处理不失真的条件下将GNSS-R信号处理运算量减小到传统算法的1/8.99;同时设计了基于FPGA的反射信号处理系统,并完成地面及在轨试验.试验结果表明设计的GNSS-R信号处理系统和快速算法满足了卫星对实时5幅DDM处理的要求,DDM处理结果有效支撑了后续风场反演.