專利名稱：一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀及監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)，特別是涉及一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀及監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
電離層是日地空間環(huán)境和地球空間的重要組成部分，電離層電子密度的不均勻性，可以引起介電常數(shù)和折射指數(shù)的隨機(jī)起伏。當(dāng)電磁波在這樣的介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)引起傳播路徑和傳播時(shí)間的改變，使得信號(hào)的振幅、相位以及在接收天線處射線到達(dá)角發(fā)生快速起伏變化，導(dǎo)致信號(hào)衰落，這種現(xiàn)象被稱為電離層閃爍。對(duì)電離層閃爍的研究可以完善人們對(duì)地球空間以及日地空間環(huán)境的認(rèn)識(shí)，幫助人們加強(qiáng)對(duì)空間環(huán)境的了解，更好地發(fā)展有預(yù)報(bào)意義的、綜觀的空間天氣模式，把物理的、經(jīng)驗(yàn)的、統(tǒng)計(jì)的知識(shí)結(jié)合在一起，最終形成一個(gè)能說明整個(gè)空間天氣發(fā)生、發(fā)展、對(duì)地效應(yīng)的因果鏈模型。對(duì)發(fā)生在空間環(huán)境中的災(zāi)害性天氣事件進(jìn)行更全面更科學(xué)的監(jiān)測、診斷、預(yù)測和預(yù)報(bào)，預(yù)告人們?yōu)暮π允录陌l(fā)生時(shí)間、嚴(yán)重程度以及會(huì)造成怎樣的后果，減輕和避免空間災(zāi)害性天氣對(duì)昂貴的高科技技術(shù)系統(tǒng)造成損失，為航天、通信、導(dǎo)航、資源、電力、生態(tài)、醫(yī)學(xué)、科研、宇航安全和國防等部門提供區(qū)域性和全球性的背景與時(shí)變的環(huán)境模式。因此，對(duì)電離層閃爍研究具有重要的意義。極軌氣象衛(wèi)星在地球上空800-1000公里之間的太陽同步軌道上圍繞地球南北兩極運(yùn)行，運(yùn)行周期約115分鐘。由于極軌氣象衛(wèi)星以較快的速度跨越南北上空，將其信號(hào)用于電離層閃爍監(jiān)測，有利于捕獲電離層閃爍體，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。因此，提供一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀及監(jiān)測方法甚為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀及監(jiān)測方法，該基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀及監(jiān)測方法能夠準(zhǔn)確捕獲電離層閃爍體，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)。提供一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，設(shè)置有用于接收所述極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)采集處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述信號(hào)接收模塊的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接，所述信號(hào)采集處理模塊的輸出端與所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端聯(lián)接。所述信號(hào)接收模塊設(shè)置有天線、高頻放大器、第一下變頻器和轉(zhuǎn)換電路，所述天線接收所述極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，所述天線聯(lián)接至所述高頻放大器的輸入端，所述高頻放大器的輸出端與所述第一下變頻器的輸入端聯(lián)接，所述第一下變頻器的輸出端與所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接。
所述轉(zhuǎn)換電路設(shè)置為第二下變頻器，所述第二下變頻器的輸入端與所述第一下變頻器的輸入端聯(lián)接，所述第二下變頻器的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接。
所述信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述信號(hào)接收模塊的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)字處理單元的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接。所述信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述第二下變頻器的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)字處理單元的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接。所述數(shù)字處理單元設(shè)置為由現(xiàn)場可編程門陣列處理器FPGA和數(shù)字信號(hào)處理器 DSP構(gòu)成的數(shù)字處理單元。所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置為計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)設(shè)置有幅度信息采集單元、相位信息采集單元、閃爍指數(shù)計(jì)算單元和電離層閃爍體位置計(jì)算單元，
所述幅度信息采集單元的輸入端、所述相位信息采集單元的輸入端分別與所述數(shù)字處理單元的輸出端聯(lián)接，所述幅度信息采集單元的輸出端、所述相位信息采集單元的輸出端與所述閃爍指數(shù)計(jì)算單元的輸入端聯(lián)接，所述閃爍指數(shù)計(jì)算單元的輸出端與所述電離層閃爍體位置計(jì)算單元的輸入端聯(lián)接。本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，提供一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測方法，包括下列步驟，
(1)信標(biāo)檢測與確定，所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀檢測信號(hào)接收模塊接收的極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，將所述信號(hào)確定為所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀監(jiān)測的信標(biāo)；
(2)工作信號(hào)接收，信號(hào)接收模塊接收極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后再對(duì)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)；
(3)信號(hào)采集處理，所述信號(hào)采集處理模塊對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息；
(4)閃爍參數(shù)計(jì)算，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。所述信號(hào)接收模塊設(shè)置有天線、高頻放大器、第一下變頻器和轉(zhuǎn)換電路，所述天線聯(lián)接至所述高頻放大器的輸入端，所述高頻放大器的輸出端與所述第一下變頻器的輸入端聯(lián)接，所述第一下變頻器的輸出端與所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接；
所述天線接收所述極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，所述高頻放大器對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述第一下變頻器對(duì)所述放大處理后的信號(hào)進(jìn)行第一次下變頻處理，獲得第一下變頻處理信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述第一下變頻處理信號(hào)進(jìn)行第二下變頻處理，獲得中頻信號(hào)；
所述信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述第二下變頻器的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)字處理單元
5的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接；
所述A/D轉(zhuǎn)換電路對(duì)輸入的所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字處理單元對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息；
所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置為計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)設(shè)置有幅度信息采集單元、相位信息采集單元、閃爍指數(shù)計(jì)算單元和電離層閃爍體位置計(jì)算單元；
所述計(jì)算機(jī)根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息分別進(jìn)行進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算， 并計(jì)算閃爍體位置。本發(fā)明的一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，設(shè)置有用于接收所述極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)采集處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述信號(hào)接收模塊的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接，所述信號(hào)采集處理模塊的輸出端與所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端聯(lián)接。本發(fā)明的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，可以監(jiān)測極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行電離層閃爍監(jiān)測，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。本發(fā)明的一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測方法，包括下列步驟 (1)信標(biāo)檢測與確定，所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀檢測信號(hào)接收模塊接收的極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，將所述信號(hào)確定為所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀監(jiān)測的信標(biāo)；(2)工作信號(hào)接收，信號(hào)接收模塊接收極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后再對(duì)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)；(3)信號(hào)采集處理，所述信號(hào)采集處理模塊對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息；(4)閃爍參數(shù)計(jì)算，閃爍參數(shù)計(jì)算，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。該監(jiān)測方法可以監(jiān)測極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行電離層閃爍監(jiān)測，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。


結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。圖1是本發(fā)明一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，包括， 信號(hào)接收模塊100、 信號(hào)采集處理模塊200、 數(shù)據(jù)處理模塊300、 天線10、
高頻放大器20、 第一下變頻器30、 轉(zhuǎn)換電路40、 A/D轉(zhuǎn)換電路50、 數(shù)字處理單元60、 計(jì)算機(jī)70。
具體實(shí)施方式
結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1。一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，如圖1所示，設(shè)置有用于接收極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)接收模塊100、信號(hào)采集處理模塊200和數(shù)據(jù)處理模塊300。信號(hào)接收模塊100的輸出端與信號(hào)采集處理模塊200的輸入端聯(lián)接，信號(hào)采集處理模塊200的輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊300的輸入端聯(lián)接。信號(hào)接收模塊100接收極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)， 并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后再對(duì)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)。信號(hào)采集處理模塊200對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息。數(shù)據(jù)處理模塊300根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。信號(hào)接收模塊100設(shè)置有天線10、高頻放大器20、第一下變頻器30和轉(zhuǎn)換電路 40，天線10接收極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，天線10聯(lián)接至高頻放大器20的輸入端，高頻放大器20的輸出端與第一下變頻器30的輸入端聯(lián)接，第一下變頻器30的輸出端與轉(zhuǎn)換電路 40的輸入端聯(lián)接，轉(zhuǎn)換電路40的輸出端與信號(hào)采集處理模塊200的輸入端聯(lián)接。天線10接收所述極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，所述高頻放大器20對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述第一下變頻器30對(duì)所述放大的信號(hào)進(jìn)行第一次下變頻處理，活動(dòng)第一下變頻處理信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換電路40對(duì)所述第一下變頻處理信號(hào)進(jìn)行第二下變頻處理，獲得中頻信號(hào)。轉(zhuǎn)換電路40設(shè)置有第二下變頻器，第二下變頻器的輸入端與第一下變頻器30的輸入端聯(lián)接，第二下變頻器的輸出端與信號(hào)采集處理模塊200的輸入端聯(lián)接。信號(hào)采集處理模塊200設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路50和數(shù)字處理單元60，A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸入端與第二下變頻器的輸出端聯(lián)接，A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸出端與數(shù)字處理單元 60的輸入端聯(lián)接，數(shù)字處理單元60的輸出端與資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接。A/D轉(zhuǎn)換電路50對(duì)輸入的中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)，數(shù)字處理單元60對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息。數(shù)字處理單元60設(shè)置為由現(xiàn)場可編程門陣列處理器FPGA和數(shù)字信號(hào)處理器DSP 構(gòu)成的數(shù)字處理單元60。數(shù)據(jù)處理模塊300設(shè)置為計(jì)算機(jī)70。計(jì)算機(jī)70設(shè)置有幅度信息采集單元、相位信息采集單元、閃爍指數(shù)計(jì)算單元和電離層閃爍體位置計(jì)算單元，幅度信息采集單元的輸入端、相位信息采集單元的輸入端分別與數(shù)字處理單元60的輸出端聯(lián)接，所述幅度信息采集單元的輸出端、相位信息采集單元的輸出端與閃爍指數(shù)計(jì)算單元的輸入端聯(lián)接，閃爍指數(shù)計(jì)算單元的輸出端與電離層閃爍體位置計(jì)算單元的輸入端聯(lián)接。計(jì)算機(jī)70對(duì)信號(hào)幅度信息和信號(hào)相位信息分別進(jìn)行進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。本發(fā)明的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀選擇極軌氣象衛(wèi)星作為新的探測信標(biāo)，極軌氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)是以較快的速度跨越南北上空，將其信號(hào)用于電離層閃爍監(jiān)測，有利于快速捕獲電離層閃爍體及估算閃爍體尺度。通過本發(fā)明的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，可以監(jiān)測極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行電離層閃爍監(jiān)測，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。實(shí)施例2。
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一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測方法，采用如圖1所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，包括下列步驟。(1)信標(biāo)檢測與確定，所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀檢測信號(hào)接收模塊100接收的極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，將所述信號(hào)確定為所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀監(jiān)測的信標(biāo)。(2)工作信號(hào)接收，信號(hào)接收模塊100接收極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后再對(duì)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換中頻信號(hào)。信號(hào)接收模塊100設(shè)置有天線10、高頻放大器20、第一下變頻器30和轉(zhuǎn)換電路 40，所述天線10聯(lián)接至所述高頻放大器20的輸入端，所述高頻放大器20的輸出端與所述第一下變頻器30的輸入端聯(lián)接，所述第一下變頻器30的輸出端與所述轉(zhuǎn)換電路40的輸入端聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)換電路40的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊200的輸入端聯(lián)接。所述天線10接收所述極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，所述高頻放大器20對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述第一下變頻器30對(duì)所述放大的信號(hào)進(jìn)行第一次下變頻處理，活動(dòng)第一下變頻處理信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換電路40對(duì)所述第一下變頻處理信號(hào)進(jìn)行第二下變頻處理，獲得中頻信號(hào)。(3)信號(hào)采集處理，所述信號(hào)采集處理模塊200對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息；信號(hào)采集處理模塊200設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路50和數(shù)字處理單元60，所述A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸入端與所述第二下變頻器的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸出端與所述數(shù)字處理單元60的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元60的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接。所述A/D轉(zhuǎn)換電路50對(duì)輸入的所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字處理單元60對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息。(4)閃爍參數(shù)計(jì)算，閃爍參數(shù)計(jì)算，所述數(shù)據(jù)處理模塊300根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。所述數(shù)據(jù)處理模塊300設(shè)置為計(jì)算機(jī)70，所述計(jì)算機(jī)70設(shè)置有幅度信息采集單元、相位信息采集單元、閃爍指數(shù)計(jì)算單元和電離層閃爍體位置計(jì)算單元。所述計(jì)算機(jī)70根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息分別進(jìn)行進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。本發(fā)明的監(jiān)測方法選擇極軌氣象衛(wèi)星作為新的探測信標(biāo)，極軌氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)是以較快的速度跨越南北上空，將其信號(hào)用于電離層閃爍監(jiān)測，有利于快速捕獲電離層閃爍體及估算閃爍體尺度。通過本發(fā)明的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測方法，可以監(jiān)測極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行電離層閃爍監(jiān)測，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于設(shè)置有用于接收所述極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)采集處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述信號(hào)接收模塊的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接，所述信號(hào)采集處理模塊的輸出端與所述數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于極軌衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于所述信號(hào)接收模塊設(shè)置有天線、高頻放大器、第一下變頻器和轉(zhuǎn)換電路，所述天線接收所述極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，所述天線聯(lián)接至所述高頻放大器的輸入端，所述高頻放大器的輸出端與所述第一下變頻器的輸入端聯(lián)接，所述第一下變頻器的輸出端與所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于 所述轉(zhuǎn)換電路設(shè)置為第二下變頻器，所述第二下變頻器的輸入端與所述第一下變頻器的輸入端聯(lián)接，所述第二下變頻器的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于 所述信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述信號(hào)接收模塊的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)字處理單元的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于 所述信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述第二下變頻器的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)字處理單元的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于 所述數(shù)字處理單元設(shè)置為由現(xiàn)場可編程門陣列處理器FPGA和數(shù)字信號(hào)處理器DSP構(gòu)成的數(shù)字處理單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于 所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置為計(jì)算機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀，其特征在于 所述計(jì)算機(jī)設(shè)置有幅度信息采集單元、相位信息采集單元、閃爍指數(shù)計(jì)算單元和電離層閃爍體位置計(jì)算單元，所述幅度信息采集單元的輸入端、所述相位信息采集單元的輸入端分別與所述數(shù)字處理單元的輸出端聯(lián)接，所述幅度信息采集單元的輸出端、所述相位信息采集單元的輸出端與所述閃爍指數(shù)計(jì)算單元的輸入端聯(lián)接，所述閃爍指數(shù)計(jì)算單元的輸出端與所述電離層閃爍體位置計(jì)算單元的輸入端聯(lián)接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測方法，其特征在于包括下列步驟(1)信標(biāo)檢測與確定，所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀檢測信號(hào)接收模塊接收的極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，將所述信號(hào)確定為所述基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀監(jiān)測的信標(biāo)；(2)工作信號(hào)接收，信號(hào)接收模塊接收極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，然后再對(duì)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)；(3)信號(hào)采集處理，所述信號(hào)采集處理模塊對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息；(4)閃爍參數(shù)計(jì)算，所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測方法，其特征在于所述信號(hào)接收模塊設(shè)置有天線、高頻放大器、第一下變頻器和轉(zhuǎn)換電路，所述天線聯(lián)接至所述高頻放大器的輸入端，所述高頻放大器的輸出端與所述第一下變頻器的輸入端聯(lián)接，所述第一下變頻器的輸出端與所述轉(zhuǎn)換電路的輸入端聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述信號(hào)采集處理模塊的輸入端聯(lián)接；所述天線接收所述極軌氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，所述高頻放大器對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行放大處理，所述第一下變頻器對(duì)所述放大處理后的信號(hào)進(jìn)行第一次下變頻處理，獲得第一下變頻處理信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述第一下變頻處理信號(hào)進(jìn)行第二下變頻處理，獲得中頻信號(hào)；所述信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述第二下變頻器的輸出端聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)字處理單元的輸入端聯(lián)接，所述數(shù)字處理單元的輸出端與所述資料處理器模塊的輸入端聯(lián)接；所述A/D轉(zhuǎn)換電路對(duì)輸入的所述中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字處理單元對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算信號(hào)幅度信息和相位信息；所述數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置為計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)設(shè)置有幅度信息采集單元、相位信息采集單元、閃爍指數(shù)計(jì)算單元和電離層閃爍體位置計(jì)算單元；所述計(jì)算機(jī)根據(jù)所述信號(hào)幅度信息和所述信號(hào)相位信息分別進(jìn)行進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算， 并計(jì)算閃爍體位置。
全文摘要
一種基于極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的電離層閃爍監(jiān)測儀及監(jiān)測方法，監(jiān)測儀設(shè)置有用于接收所述極軌氣象衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)采集處理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。信號(hào)接收模塊設(shè)置有天線、高頻放大器、第一下變頻器和轉(zhuǎn)換電路。信號(hào)采集處理模塊設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字處理單元。數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)置為計(jì)算機(jī)。監(jiān)測方法，包括(1)信標(biāo)檢測與確定；(2)工作信號(hào)接收；(3)信號(hào)采集處理；(4)閃爍參數(shù)計(jì)算，進(jìn)行閃爍指數(shù)計(jì)算，并計(jì)算閃爍體位置。本發(fā)明可以監(jiān)測極軌氣象衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行電離層閃爍監(jiān)測，計(jì)算閃爍指數(shù)并估算閃爍體的位置。
文檔編號(hào)G01T1/29GK102176046SQ201110031389
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者單海濱, 張效信, 張榮楷, 曹靜, 王勁松, 翁俊鏗, 郭建道 申請人:國家衛(wèi)星氣象中心, 廣州氣象衛(wèi)星地面站