久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

基于dmb信號的被動雷達(dá)水汽探測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，包括利用現(xiàn)有的商用運行的DMB網(wǎng)絡(luò)，通過設(shè)置于兩地的DMB信號發(fā)射器以及DMB信號接收器同步產(chǎn)生一個和發(fā)射端同頻同步的信號，接收端的信號與發(fā)射端發(fā)射的信號進行比對，使用載波相位同步方法，調(diào)制信號自相關(guān)信號處理算法和導(dǎo)頻信號追蹤三種信號處理算法實現(xiàn)DMB信號傳播路徑上的大氣折射指數(shù)的反演不同路徑上的水汽分布特征。本發(fā)明采用現(xiàn)有的商用DMB網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的水汽探測系統(tǒng)，用于監(jiān)測邊界層的大氣折射指數(shù)或水汽密度，觀測結(jié)果可應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測、中小尺度數(shù)值天氣預(yù)報、濃霧等災(zāi)害性天氣臨近預(yù)報，提高了當(dāng)前邊界層水汽觀測水平，水汽觀測的時間空間分辨率和觀測精度。
【專利說明】基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域，特別涉及一種基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用地面DMB信號主要是探測對流層大氣尤其是底層大氣的細(xì)致特征，例如折射率、濕度、溫度、大氣壓力和風(fēng)，目前已展開研究并已部分應(yīng)用的技術(shù)主要是對水汽的觀測，他是當(dāng)前興起并迅速發(fā)展的極具潛力的、具有很大實用價值的新技術(shù)或大氣探測新方法，目前國內(nèi)對邊界層水汽探測的主要方法包括，傳統(tǒng)濕度計探測方法、大陽光譜探測方法、激光探測方法、雷達(dá)探測方法、微波輻射計探測方法、GPS水汽探測方法等，利用商用DMB無線電信號進行水汽探測的方法未見有相關(guān)學(xué)術(shù)論文的研究或相關(guān)技術(shù)應(yīng)用報道。
[0003]水汽探測在天氣預(yù)報和科學(xué)研究、微氣象學(xué)、災(zāi)害性天氣預(yù)警、氣候全球變化等領(lǐng)域具有非常重要的作用，特別是大氣中水汽隨時空變化的特征對氣象過程尤其是水平尺度幾十公里左右，生命史幾個小時的中小尺度災(zāi)害性天氣系統(tǒng)(暴雨、冰雹、雷電、濃霧等)的預(yù)測和監(jiān)控具有特別重要的指示作用。但當(dāng)前的水汽探測方法主要在陸地進行，在占全球面積70%以上的海洋和極地上空，觀測資料嚴(yán)重缺乏。在高空水汽探測方面，由于昂貴的布網(wǎng)價格，無線電探空觀測網(wǎng)的布網(wǎng)的水平間距在300KM左右，每天僅能觀測2次，其觀測數(shù)據(jù)的時空分辨率尤其是水平分辨率遠(yuǎn)不能滿足下一代數(shù)值天氣預(yù)報模式的要求，不能揭示一些重要的中尺度災(zāi)害性天氣的發(fā)生過程，離監(jiān)測和預(yù)報邊界層水汽輻合和中尺度天氣過程尚有較大的差距，成為這類災(zāi)害性天氣容易漏報的重要原因之一，而目前通過衛(wèi)星等其他手段的大氣水汽的分辨率和反演精度還有待提高，相對誤差較大?；谶@一現(xiàn)狀迫切需要拓展當(dāng)前的大氣水汽尤其是高水平分辨率的邊界層大氣水汽監(jiān)測方法，以獲取時間分辨率10分鐘到30分鐘，水平尺度lkm-5km高水平分辨率，探測精度的并能提供廓線分布等信息的水汽觀測資料。來彌補無線電探空資料和GPS水汽觀測資料在時間空間分辨率上的不足，提供精細(xì)化數(shù)值天氣預(yù)報所需要的高精度、大容量、近實時的大氣水汽信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，包括如下步驟:
(1)、利用現(xiàn)有的商用運行的DMB網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于被動接受技術(shù)的DMB信號邊界層水汽探測系統(tǒng)，所述的基于被動接受技術(shù)的DMB信號邊界層水汽探測系統(tǒng)包括分別設(shè)置于兩地的DMB信號發(fā)射器以及DMB信號接收器，所述的DMB信號發(fā)射器包括多個發(fā)射端，DMB信號接收器包括多個接收端；
(2)、DMB信號發(fā)射器發(fā)射端發(fā)射信號，DMB信號接收器接收端同步產(chǎn)生一個和發(fā)射端同頻同步的信號； (3)、利用接收端的信號與發(fā)射端發(fā)射的信號進行比對，結(jié)合信號發(fā)射器以及DMB信號接收器之間的距離，求取相位差或時間延遲，在多個發(fā)射端和多個接收端構(gòu)成的DMB網(wǎng)絡(luò)中，接收端根據(jù)多路接收到的信號分別進行相位差的比對，使用載波相位同步方法，調(diào)制信號自相關(guān)信號處理算法和導(dǎo)頻信號追蹤三種信號處理算法實現(xiàn)DMB信號傳播路徑上的大氣折射指數(shù)的反演不同路徑上的水汽分布特征。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進，步驟(2)中通過全球定位系統(tǒng)(GPS)或差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)來保證發(fā)射端與接收端的同頻同步。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進，GPS系統(tǒng)采用PPP (精密單點定位)定位算法確定DMB信號發(fā)射器以及DMB信號接收器之間的距離。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進，所述的DMB信號發(fā)射器包括低相位噪聲信號發(fā)生器和GPS銣振蕩器。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進，所述的DMB信號接收器包括一個窄帶的反鋸齒帶通濾波器和一個14位AD轉(zhuǎn)換器。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過采用現(xiàn)有的商用DMB網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建一種采用被動接收技術(shù)的DMB信號水汽探測系統(tǒng)，用于監(jiān)測邊界層的大氣折射指數(shù)或水汽密度，觀測結(jié)果可應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測、中小尺度數(shù)值天氣預(yù)報、濃霧等災(zāi)害性天氣臨近預(yù)報，提高了當(dāng)前邊界層水汽觀測水平，提高水汽觀測的時間空間分辨率和觀測精度，具體為:
(I)本發(fā)明基于現(xiàn)有的商用DMB信號網(wǎng)絡(luò)，無需重新構(gòu)建觀測網(wǎng)，觀測成本大大降低。
[0011](2) DMB接收器改造成本低廉，技術(shù)成熟度高，有利于大面積高密度組網(wǎng)的實施。
[0012](3)地面DMB信號為直線或準(zhǔn)直線在地表傳輸，不經(jīng)過電離層反射，沒有GPS水汽觀測中電離層延遲干擾的現(xiàn)象，使觀測精度更高。
[0013](4) DMB信號水汽觀測系統(tǒng)主要利用信號的被動接收技術(shù)，因此耗能很低，接收機僅需要接收太陽能就可以工作，可以在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地區(qū)布設(shè)，同時也可搭載探空氣球?qū)Ω呖账M行探測。
[0014](5)通過DMB信號解算水汽含量的方法豐富，與GPS系統(tǒng)不同的是DMB系統(tǒng)可以采用多種偽距測量的信號處理算法，使該系統(tǒng)在不同無線信道條件下可以選擇使用不同的解算方法，提聞探測精度。
[0015](6)密集布設(shè)的觀測網(wǎng)和層析技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高低層大氣尤其是邊界層大氣的觀測的水平分辨率和垂直分辨率，彌補GPS斜路徑水汽探測的盲區(qū)，同時可以與GPS結(jié)合使用，優(yōu)化水汽層析結(jié)果，尤其是邊界層的層析結(jié)果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的的基于DMB信號水汽探測系統(tǒng)原理圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的大氣折射指數(shù)監(jiān)控示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。[0019]本發(fā)明是利用現(xiàn)有的商用運行的DMB網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于被動接受技術(shù)的DMB信號邊界層水汽探測系統(tǒng)，而采用DMB信號探測水汽時采用的是被動接受的技術(shù)，由布設(shè)在A地的DMB信號發(fā)射器發(fā)射信號，由布設(shè)在B地的DMB信號接收器接收信號，如圖1所示，DMB信號發(fā)射器使用Rhode&Schwarz SM1003B，低相位噪聲信號發(fā)生器，發(fā)射載波頻率為890MHz的DMB信號，該信號采用斯坦福大學(xué)的PRSlO型號的GPS銣振蕩器鎖相，其ADC的時鐘采樣頻率Allan偏差可以達(dá)到IxICT12sZA ,接收設(shè)備使用GE/ICS ICS554信號接收裝置，其中包括一個窄帶的反鋸齒帶通濾波器和一個14位AD轉(zhuǎn)換器，每臺接收設(shè)備可以接收發(fā)射臺的發(fā)射的信號。
[0020]被動信號接收技術(shù)在進行信號傳播延時檢測時與主動雷達(dá)有很大不同，它要求發(fā)射機和接收機之間有信號同步的機制，要求由B接收端同步產(chǎn)生一個和發(fā)射端同樣的信號，然后利用該信號與A發(fā)射端發(fā)射的信號進行比對求取相位差或時間延遲，在多個發(fā)射端和多個接收端構(gòu)成的DMB網(wǎng)絡(luò)中，接收端應(yīng)能根據(jù)多路接收到的信號分別進行相位差的比對，使用載波相位同步方法，調(diào)制信號自相關(guān)信號處理算法和導(dǎo)頻信號追蹤三種信號處理算法實現(xiàn)DMB信號傳播路徑上的大氣折射指數(shù)的反演不同路徑上的水汽分布特征。
[0021]為了確保同步網(wǎng)中多個發(fā)射和接收的設(shè)備良好同步運行，必須同時滿足兩個條件:一是各發(fā)射臺的發(fā)射頻率相同，并且保證載波頻率的穩(wěn)定，二是發(fā)射機和接收機的發(fā)收信號在時間上要求高度同步。
[0022]為了實現(xiàn)載波頻率的同步，各發(fā)射臺的振蕩器都受到統(tǒng)一的基準(zhǔn)頻率的控制，與節(jié)目一起饋送到導(dǎo)頻或GPS (全球定位系統(tǒng))信號、電視發(fā)射機的同步脈沖、饋送到發(fā)射臺的DMB數(shù)據(jù)脈沖。除了用作時間同步外，經(jīng)過相應(yīng)的處理，也可以用作發(fā)射機振蕩器的基準(zhǔn)頻率。在同一個同步網(wǎng)中，各發(fā)射機要以相同的頻率發(fā)射相同的射頻信號，頻率誤差，使用GPS恒溫補償機制，可以使發(fā)射機發(fā)射信號的Allan方差小于1x10_12S/A,滿足頻率穩(wěn)定的要求。一般通過使用全球定位系統(tǒng)(GPS)或差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)來構(gòu)建DMB同頻同步網(wǎng)，GPS系統(tǒng)除了采用PPP (精密單點定位)定位算法確定DMB信號發(fā)射器和DMB信號接受器之間的距離以外，還提供高精度的時間數(shù)據(jù)，DMB發(fā)射機和接收機對衛(wèi)星信號采用差分接收的方式，消除鐘差等誤差因素，該因素可能對DMB信號反演低空大氣折射指數(shù)造成影響。
[0023]本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)、利用現(xiàn)有的商用運行的DMB網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于被動接受技術(shù)的DMB信號邊界層水汽探測系統(tǒng)，所述的基于被動接受技術(shù)的DMB信號邊界層水汽探測系統(tǒng)包括分別設(shè)置于兩地的DMB信號發(fā)射器以及DMB信號接收器，所述的DMB信號發(fā)射器包括多個發(fā)射端，DMB信號接收器包括多個接收端； (2)、DMB信號發(fā)射器發(fā)射端發(fā)射信號，DMB信號接收器接收端同步產(chǎn)生一個和發(fā)射端同頻同步的信號； (3)、利用接收端的信號與發(fā)射端發(fā)射的信號進行比對，結(jié)合信號發(fā)射器以及DMB信號接收器之間的距離，求取相位差或時間延遲，在多個發(fā)射端和多個接收端構(gòu)成的DMB網(wǎng)絡(luò)中，接收端根據(jù)多路接收到的信號分別進行相位差的比對，使用載波相位同步方法，調(diào)制信號自相關(guān)信號處理算法和導(dǎo)頻信號追蹤三種信號處理算法實現(xiàn)DMB信號傳播路徑上的大氣折射指數(shù)的反演不同路徑上的水汽分布特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，其特征在于:步驟(2)中通過全球定位系統(tǒng)(GPS)或差分全球定位系統(tǒng)(DGPS)來保證發(fā)射端與接收端的同頻同止/J/ O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，其特征在于:GPS系統(tǒng)采用PPP (精密單點定位)定位算法確定DMB信號發(fā)射器以及DMB信號接收器之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，其特征在于:所述的DMB信號發(fā)射器包括低相位噪聲信號發(fā)生器和GPS銣振蕩器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于DMB信號的被動雷達(dá)水汽探測方法，其特征在于:所述的DMB信號接收器包括一個窄帶的反鋸齒帶通濾波器和一個14位AD轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】G01N23/00GK103744082SQ201410028149
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】夏景明 申請人:南京信息工程大學(xué)