[实用新型]一种通信卫星反射信号遥感监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通信卫星反射信号遥感监测系统。

背景技术

光学、红外和微波遥感是对地观测的主要遥感手段，其相应的传感器分别工作在可见光、红外和微波波段。但是这些遥感手段存在各自的局限性，简单总结如下：光学和红外遥感受限于天气状况，不能全天时全天候工作；微波遥感克服了这一缺点，SAR空间分辨率高，但时间分辨率无法满足实时监测的需求，且成本较高，而且被动微波遥感还会受到较低空间分辨率的限制。

新兴的全球导航卫星系统反射信号GNSS-R（Global Navigation Satellite System—Reflection）遥感技术是利用导航卫星的反射信号对地物进行遥感。与现有的散射计、雷达高度计、合成孔径雷达等海洋、陆面微波遥感手段相比，导航卫星群GNSS可以源源不断的提供L波段的信号，而不需要研制专门的发射机，GNSS-R的一台接收机可以同时接收视场中的多个卫星信号，在遥感探测机理方面属于双站/多站雷达模式，这种工作模式可以大大提高时空分辨率；同时，由于工作在穿透性较强的L波段，所以可以全天时全天候的监测。另外，GNSS-R接收机属于被动接收，本身不需要发射信号，所以体积和重量都很小，所需要的功耗也小，因此，在地物监测上具有便捷、灵活的特点。GNSS导航卫星将在未来几十年为人类提供精确、无偿的探测信号，且该探测信号具有长期的稳定性，因此，该项技术为监测地物、分析地物变化规律等提供了非常理想的手段。

如图1所示，现有技术中的GNSS-R遥感系统基本包括多个GNSS卫星1'以及一个GNSS-R接收机2'，其中，各个GNSS卫星1'源源不断的发射L波段直射信号，经地表反射后，被专门的GNSS-R接收机2'所接收，形成双站/多站雷达工作模式。然而，这种GNSS-R遥感系统的一个特点是不断变化的观测几何，而且其工作波段只有L波段，使其在其遥感应用上受到限制。由此可见现有的GNSS-R遥感系统仍无法完全满足监测需要。

通信卫星（communications satellite）是用作无线电通信中继站的人造地球卫星，通信卫星用于转发无线电信号，以实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器间的通信。

中国的通信卫星主要有：

东方红：东方红一号卫星、东方红二号卫星、东方红三号卫星、东方红四号卫星；

鑫诺：鑫诺一号、鑫诺二号、鑫诺三号、鑫诺四号、鑫诺五号、鑫诺六号；

中星：中星5A、中星6B、中星8号、中星9号、中星10号、中星11号；

亚太：亚太2R、亚太五号卫星、亚太六号卫星、亚太七号卫星；

其中，“鑫诺六号”通信广播卫星装载有24个C频段转发器、8个Ku频段转发器和1个S频段转发器，卫星波束可覆盖包括中国全境的亚太地区及部分周边国家和地区，因此，相比于GNSS卫星，“鑫诺六号”的功率更高、容量更大、信号覆盖范围更广。

由于通信卫星工作在多个微波波段（C、Ku和S波段），且信号功率更大，因此可以成为有效的微波发射源，目前只利用了通信卫星的直射信号，而其直射信号经地物反射的反射信息却没有被利用过，因此，鉴于与GNSS-R遥感原理相似，可以研发一种将通信卫星作为有效发射源的通信卫星反射信号遥感监测系统，以提供更多的工作波段。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种通信卫星反射信号遥感监测系统，以克服观测几何变化的缺点，并提供多种工作波段，以满足监测要求。

本实用新型所述的一种通信卫星反射信号遥感监测系统，包括：

连续发射多个不同工作波段的直射微波信号的通信卫星；

遥感平台；

安装在所述遥感平台上的反射信号接收机，其接收所述多个不同工作波段的直射微波信号经地表反射后的反射微波信号，并根据所述不同工作波段对所述反射微波信号进行分离、放大、模数转换和数字处理后，得到用于地物遥感监测的所述不同工作波段下的一维功率波形图；以及

安装在所述反射信号接收机顶端的铝板，其对直接接收到的所述直射微波信号进行反射，并将从所述地表直接接收到的所述反射微波信号传输至所述反射信号接收机。

在上述的通信卫星反射信号遥感监测系统中，所述反射信号接收机包括：

多个分别接收所述不同工作波段下的反射微波信号的天线模块；

多个分别与所述天线模块连接的射频前端模块，每个所述射频前端模块接收相应的所述天线模块输出的所述反射微波信号，并对该反射微波信号进行放大滤波后输出相应的射频信号；