GNSS反射信号并行处理及遥感应用

发布时间：2017-12-08 20:03

  本文关键词：GNSS反射信号并行处理及遥感应用

  更多相关文章： 软件接收机 GPU 散射模型 BOC 干涉处理

【摘要】：导航信号经过物理表面反射后携带丰富的表面信息,GNSS-R主要研究导航卫星反射信号,建立相应的数学模型能反推出表面的各类信息和物理参数。相对于传统雷达遥感探测来说,具有无源全天候、高时空分辨率等优势。在风速风向、有效波高、高度测量、土壤湿度、海水盐度及台风预警等各个方面具有广泛的应用。传统的反射信号软件接收机将直射信号进行捕获跟踪以后解调出导航电文,得到当前接收机位置等导航信息,反射信号的处理需要进行多路码延迟相关处理,对得到的直反处理结果进行反演,得出遥感信息。由于涉及到大量的并行计算,相对于传统硬件接收机处理来说,处理时间大大受限。基于GPU的并行处理不仅能大大提高处理效率,而且相对于传统的硬件架构来说,能适应各种新调制导航信号。论文在详细阐述反射信号的原理、特性、直射信号和反射信号处理方式的基础上,研究了海风探测中各种反演模型、干涉处理对海洋测高精度的影响及新导航信号对观测量的影响。论文设计了基于GPU+CPU的异构反射信号处理架构,采用多星整合流处理方式对直射信号进行捕获,得到粗略的码相位和载波值,采用并行规约方式对直射信号进行规约处理。在开环跟踪的模式下,设计了分层粗细粒度规约算法,完成对反射信号相关功率的计算。同时开发了上位机软件,接收来自硬件架构的处理结果,包括串口接收导航芯片UM220数据、USB口接受采集卡采集的原始数据及反射信号相关值。最后,开发了海面电磁散射信号模型并行处理软件,以QT为界面,底层采用GPU处理方式计算理论相关功率值。处理了模拟测试数据和采集到的原始数据,实验结果表明:基于GPU的并行处理方式可大大提高处理效率,为实时处理及反演反射信号奠定了基础。
【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】：2017
【分类号】：TN967.1

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本文编号：1267642