申请/专利权人：中国气象局气象探测中心;上海司南卫星导航技术股份有限公司

申请日：2021-08-18

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113406727B

主分类号：G01W1/10

分类号：G01W1/10;G01S19/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.10.08#实质审查的生效;2021.09.17#公开

摘要：一种水汽处理气象专用芯片模组包括：与天线连接的射频模块、与所述射频模块连接的基带信号处理模块、与所述基带信号处理模块连接的导航解算模块、以及与所述导航解算模块和气象观测仪连接的水汽解算模块，其中，所述射频模块接收所述天线传输来的卫星导航信号并进行处理；所述基带信号处理模块接收所述射频模块传输来的信号，获取信号对应的导航电文和导航观测量，并向所述导航解算模块发送；所述导航解算模块接收所述基带信号处理模块传输来的所述导航电文和导航观测量，解算出导航定位信息；所述水汽解算模块接收所述导航解算模块解算的导航定位信息及所述气象观测仪提供的气象数据，解算出水汽数据。

主权项：1.一种水汽处理气象专用芯片模组，其特征在于，包括：与天线连接的射频模块、与所述射频模块连接的基带信号处理模块、与所述基带信号处理模块连接的导航解算模块、以及与所述导航解算模块和气象观测仪连接的水汽解算模块，其中，所述射频模块接收所述天线传输来的卫星导航信号并进行处理；所述基带信号处理模块接收所述射频模块传输来的信号，荻取信号对应的导航电文和导航观测量，并向所述导航解算模块发送；所述导航解算模块接收所述基带信号处理模块传输来的所述导航电文和导航观测量，解算出导航定位信息；所述水汽解算模块接收所述导航解算模块解算的导航定位信息及所述气象观测仪提供的气象数据，解算出水汽数据；所述射频模块包括放大器模块和滤波器模块，所述放大器模块的输入端连接所述天线，输出端连接所述滤波器模块，其中，所述放大器模块对接收到的所述卫星导航信号进行放大，并将放大后的卫星导航信号发送给所述滤波器模块，所述滤波器模块包括多个参数不同的滤波器，对放大后的卫星导航信号进行滤波，并将滤波后的卫星导航信号发送至所述基带信号处理模块；所述放大器模块和所述滤波器模块之间连接功分器模块，功分器模块的输入端接收天线传输来的卫星导航信号，将接收到的卫星导航信号进行复制，得到N路卫星导航信号，并通过功分器模块的N个输出端将N路卫星导航信号分别发送给N个滤波器；在滤波器模块与基带信号处理模块之间还设有射频芯片，射频芯片根据接收到的N个滤波器模块分别发送的滤波后的信号，得到M个数字中频信号，并将M个数字中频信号发送给基带信号处理模块；所述基带信号处理模块包括混频器、模数转换器、捕获模块、跟踪模块和处理模块，滤波后的卫星导航信号通过所述混频器进行变频，然后通过所述模数转换器进行模数转换处理，变换为数字信号，所述捕获模块对数字信号中的载波频率和伪码相位进行正确的估计，所述跟踪模块对捕获后的所述数字信号中的每个数字信号分别跟踪，所述处理模块根据完成跟踪的数字信号中的每个数字信号，获取每个数字信号对应的导航电文和导航观测量；捕获模块用于分别根据接收到的M个数字中频信号中的每个数字中频信号分别产生本地CA码和本地载波，将每个数字中频信号与本地CA码和本地载波进行相关运算，从而对M个数字中频信号中每个数字中频信号的载波频率和伪码相位进行正确的估计，对M个频点对应的信号的直接捕获与引导捕获，并在本地产生伪码的复制码，即本地伪码，并且对本地伪码的频率和相位进行控制；所述水汽解算模块接收所述导航解算模块解算的导航定位信息及所述气象观测仪提供的气象数据，解算出水汽数据包括：处理导航定位信息及气象数据，获得天顶对流层延迟数据；获取大气加权平均温度；根据所述天顶对流层延迟数据和所述大气加权平均温度，得到水汽数据；所述处理导航定位信息及气象数据，获得天顶对流层延迟数据；获取大气加权平均温度；根据所述天顶对流层延迟数据和所述大气加权平均温度，得到水汽数据，包括：根据所述处理导航定位信息获取卫星播发的精密星历和精密钟差，将所述精密星历中的轨道改正数和所述精密钟差中的钟差改正数带入GNSS观测方程，并采用双频无电离层组合模型消除电离层误差影响，形成新的PPP观测方程；采用卡尔曼滤波针对所述新的PPP观测方程进行参数估计，获得天顶对流层总延迟ZTD；使用所述气象数据，基于对流层静力学延迟经验模型计算得到天顶对流层静力学延迟ZHD；根据所述ZTD的值和所述ZHD的值，利用ZTD＝ZHD+ZWD，得到天顶对流层湿延迟ZWD；获得大气加权平均温度Tm，使用大气加权平均温度Tm，并利用Bevis公式得到天顶对流层湿延迟和大气可降水量的转换因子∏；利用公式PMV＝∏*ZWD获得大气可降水量数据PMV；所述导航解算模块包括导航观测量处理单元、通道时延修正单元、传播延迟校正单元、PVT解算单元、导航信息解包单元、导航卫星PVT解算单元；所述导航解算模块接收来自基带信号处理模块的导航观测量，通过对导航观测量处理单元的处理得到P个伪距信息，以及相应的卫星导航信号的发射时间，其中，该P个伪距信息经过通道时延修正单元、传播延迟校正单元的处理，被送入PVT解算单元，通道延迟修正单元处理之后的导航观测量数据同时被送入差分解算单元；所述导航解算模块接收来自所述基带信号处理模块的导航电文，经导航信息解包单元的解包处理得到导航星的星历数据和历书数据，并将该星历数据和历书数据传输至所述导航卫星PVT解算单元，所述导航卫星PVT解算单元将导航星的星历数据和历书数据，以及时间信息输送至所述PVT解算单元以及所述差分解算单元；所述PVT解算单元根据接收到的P个伪距信息、导航卫星PVT解算单元输送的导航卫星的星历数据和历书数据，解算出每个数字中频信号对应的频点所对应的导航卫星的位置信息，根据导航卫星的位置信息和P个伪距信息得到包括该水汽处理气象专用芯片模组的位置、速度和时间的所述导航定位信息。

全文数据：

权利要求：

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