基于GNSS-R的海面风场探测技术研究与仿真

发布时间：2017-12-10 13:17

本文关键词：基于GNSS-R的海面风场探测技术研究与仿真

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【摘要】：全球导航卫星系统正逐渐丰富且多元化,在为用户提供导航定位、通信授时等功能服务的同时也在源源不断的向空间中提供电磁散射信号。由于拥有大量的信号源,研究投入的硬件成本变小,使得对卫星反射信号的研究已经成为卫星应用研究热点。本文主要基于典型海浪谱和反射信号的时延和多普勒一维相关功率谱曲线特性进行海面风场反演研究工作。本文首先研究常用海面风场探测技术,对其原理及性能进行了详细的了解,然后研究常用的卫星导航系统的构成,对GPS系统信号进行了详细研究,详细分析了信号产生原理、过程。并分别从GPS直射信号和经海面反射和散射的反射信号两方面分析了信号特性,为后续的分析奠定基础。其次,对典型的海浪谱模型进行深入的研究与仿真,利用matlab软件设计仿真模块,仿真了随着海面风速、风向的变化与卫星反射信号相关功率谱特性曲线的关系,通过对仿真结果的分析得出了利用卫星反射信号进行海面风场反演的可行性,在此基础上给出反演算法。最后,整合仿真模块单元,基于.Net平台WPF框架,利用Blend软件开发用户界面,C#中间接口,实现了C#与matlab联合开发,根据反演算法的基本原理,设计了完整的基于卫星反射信号反演风场的仿真软件,提供了信号产生、典型海浪谱模型仿真及海面风场反演仿真功能,并验证了风场反演算法的正确性。该软件不仅用于风场数据反演,还提供GPS信号特征分析、海浪谱特性分析及散射信号特征曲线绘图等功能,可作为在其他领域研究的辅助工具,提高研究效率。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P714.2;P228.4

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