一种微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法技术

本发明专利技术涉及一种微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法，该方法通过探测仪上的天线接收定位所需信号和预测掩星事件所需信号；对定位所需信号进行处理获得探测仪和各个GNSS卫星的位置；结合获得的探测仪和各个GNSS卫星的位置，计算并列出符合掩星事件的GNSS卫星，对预测掩星事件所需信号进行处理，对掩星事件进行预测及跟踪；利用开环模型计算各个GNSS卫星的相关参数，基于计算的参数实现对掩星事件的持续跟踪；计算掩星事件的载噪比，并与设定阈值比较，根据比较结果判断得到高质量掩星信号和低质量掩星信号；对高质量掩星信号进行星上实际载波相位恢复，对实际载波相位进行压缩缓存，对低质量掩星信号采用传统方式进行缓存，实现对探测仪开环数据的压缩。实现对探测仪开环数据的压缩。实现对探测仪开环数据的压缩。

【技术实现步骤摘要】
一种微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法


[0001]本专利技术涉及GNSS无线电掩星大气探测
，具体涉及一种微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法及系统。

技术介绍

[0002]GNSS掩星探测是无线电掩星探测的一种，在搭载掩星探测仪的低轨卫星和GNSS卫星发生相对运动的过程中，掩星探测仪所接收到的GNSS卫星信号会穿透大气层、电离层发生折射，导致测量信号载波相位发生变化，通过解算分析载波相位变化，可以得出大气温度、湿度和压强等物理量，在气候学和天气学方面有着重要的研究意义和价值。
[0003]目前GNSS掩星探测仪已经向着小型化、低成本和商业化方向发展，传统探测仪不判断掩星事件质量，将接收到的掩星事件统一化处理，I/Q路积分结果、模型载波相位、载噪比以及掩星卫星信息接收下传，在地面事后处理系统中进行实际载波相位恢复和数据反演。由于低成本商业化探测仪星务下传数据能力有限，如果使用传统方式进行数据下传，会造成下传系统压力过大、掩星事件下传不完全的情况，导致探测仪无法真正发挥其最大探测性能。
专利技术内容
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法，该方法包括：S1.通过探测仪上的定位天线接收定位所需信号，通过探测仪上的掩星天线接收预测掩星事件所需信号；对接收的定位所需信号进行处理获得探测仪和各个GNSS卫星的位置；结合获得的探测仪和各个GNSS卫星的位置，计算并列出符合掩星事件的GNSS卫星，对接收的预测掩星事件所需信号进行处理，对掩星事件进行预测及跟踪；利用开环模型计算各个GNSS卫星的相关参数，基于计算的参数实现对掩星事件的持续跟踪；计算掩星事件的载噪比，并与设定阈值比较，根据比较结果判断得到高质量掩星信号和低质量掩星信号；S2.对高质量掩星信号进行星上实际载波相位恢复，对实际载波相位进行压缩缓存，对低质量掩星信号采用传统方式进行缓存，实现对探测仪开环数据的压缩。2.根据权利要求1所述的微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法，其特征在于，所述S1，具体包括：通过位于探测仪顶端的定位天线接收用于定位的双频点射频信号，并通过位于探测仪前后侧的掩星天线接收用于预测掩星事件的射频信号；掩星天线接收的射频信号的频点与定位天线接收信号的频点相同；对接收到的射频信号通过低噪声放大器进行信号放大、滤波和下变频处理，得到定位天线、掩星天线的各个频点模拟中频信号，并使用AD采样器对各路模拟中频信号进行采样并处理，获取对应数字中频信号；利用定位天线处理后所得的数字中频信号获得探测仪和各个GNSS卫星的位置；利用掩星天线处理后所得的数字中频信号对预测到的掩星事件进行跟踪，具体为：获取探测仪和各个GNSS卫星的位置后，利用各个GNSS卫星与探测仪间的相对位置，每秒解算已经接收到星历/历书的各个GNSS卫星的仰角、相对方位角和切点高度，预测出满足开环掩星条件的GNSS卫星，确定GNSS卫星的掩星事件类型并使用对应掩星天线对GNSS卫星进行跟踪，从而获取掩星跟踪数据；利用开环模型计算出下一秒GNSS卫星的伪距、多普勒频率，进一步换算出GNSS卫星的伪码相位以及载波相位，并计算秒内伪距和多普勒差值，并将秒内伪距和多普勒差值补偿到环路中，保证开环持续跟踪；在将开环模型计算所得到的伪码相位和载波频率输入到开环跟踪环路并保持持续稳定跟踪后，每间隔固定时间获取设定相干积分时间内掩星跟踪通道I/Q路积分结果，并测量噪底，计算出掩星事件载噪比，并将载噪比与阈值比较，根据比较结果判断掩星信号质量。3.根据权利要求2所述的微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法，其特征在于，所述双频信号，包括：1575.42Mhz
±
1.023Mhz的GPS L1和1176.45Mhz
±
10.23Mhz的GPS L5，或1575.42Mhz
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16.368Mhz的北斗B1C信号和1176.45Mhz
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10.23Mhz的北斗B2A信号，或1575.42Mhz
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12.276Mhz的GAL E1频点信号和1176.45Mhz
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10.23Mhz的GAL E5A频点信号。4.根据权利要求2所述的微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法，其特征在于，所述预测出满足开环掩星条件的GNSS卫星，具体预测方法包括：在GNSS探测仪定位后，对所有已经计算出相对位置的GNSS卫星进行判断，如果同时满
足在前向开环和后向开环条件下分别设置的切点高度、相对方位角和仰角高度的范围，则认为处于掩星状态。5.根据权利要求4所述的微小型GNSS掩星探测仪开环数据压缩方法，其特征在于，所述前向开环和后向开环条件下设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓焱，王先毅，孙越强，杜起飞，白伟华，刘黎军，蔡跃荣，王冬伟，仇通胜，孟祥广，夏俊明，李伟，吴春俊，刘成，李福，乔颢，柳聪亮，程双双，曹光伟，胡鹏，尹聪，张璐璐，张浩，黄飞雄，谭广远，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：