粗测结果 作为反馈值控制可变延时FIFO的延时时间的方法，有效的消除了导航电文的变化对反射 信号相干累积的影响；采用了通过全相位变换估计直射与反射信号的载波相位初值，并通 过相位初值比较结果对载波相位差进行修正的方法，有效消除了反射过程造成的反射信号 载波相位变化引起的载波相位差估计误差，提高了估计精度。
[0068] 上述技术的采用达到了使用硬件电路对直射和反射导航信号进行同时、同步处理 的技术效果，具有实时性好，精度高，消耗存储资源小等优势，W及硬件可实现的意义。
[0069] 本发明的采用硬件接收机实现的GNSS-R相位差提取的方法，分W下步骤：
[0070] 步骤1:码相位差粗测，如图2所示：
[0071] 子步骤1 :通过DMR相关器在时域和频域对直射、反射信号在一个导航扩频码周期 内进行相关处理，获取1个码周期内的相关处理结果；
[0072] 子步骤2:通过FIFO对DMR相关器输出的直射信号处理结果Yd,k进行1ms的固定 延时，延时后与当前的相关器输出结果Yd,k1进行相乘，通过对相乘后Yd,iJD,k1的峰值点极 性实现对当前基带导航电文数据变化的实时检测，产生对DMR相关器反射信号相关输出结 果进行相干积分处理的参考信号Pk，如果直射信号的相邻码周期内电文数据出现变化，贝U 化二-1，否则Pk= 1 ;
[0073] 子步骤3 :通过延时可调FIFO对参考信号进行延时后，将参考信号与实时采集处 理的DMR相关器反射信号输出结果相乘，消除反射信号中导航电文对相干积分的影响，即 实现了直射信号导航电文数据变化对相应反射信号的映射；
[0074] 子步骤4:直射与反射信号的DMR相关器输出结果在消除了导航电文变化的影响 后，进行一定码周期的相干积分，一般积分时间大于20ms，形成直射信号与反射信号的相关 功率波形；
[00巧]子步骤5 :对直射信号的相关功率波形在时域上进行一次微分计算，微分后的过 零点即直射信号相关功率波形的峰值点；对反射信号的相关功率波形进行相关函数微分方 法值CF方法）处理值CF方法是对反射信号相关功率波形进行处理的一般算法，是目前普 遍采用的基本方法），消除反射面散射造成的相关功率波形峰值点偏移，对DCF处理结果进 行一次微分，微分后的过零点即反射信号相关功率波形的峰值点；直射信号与反射信号相 关功率波形峰值点的时间差即直射与反射信号的码相位差粗测结果；
[0076] 子步骤6:码相位差粗测的结果作为码相位精测模块的迭代初值输出至DSP，同时 也作为反馈控制信号控制延时可调FIFO的延时时间，实现直射信号导航电文数据变化对 相应反射信号的准确映射。
[0077] 步骤2:码相位差精测，如图3所示：
[0078] 子步骤1 :在DSP片上存储器中存储反射信号相关功率波形的理论模型数据库，利 将码相位差快速粗测模块的相位差粗测结果作为迭代初值输入DSP ;
[0079] 子步骤2 :通过牛顿高斯迭代方法对反射信号相关功率波形进行拟合W实现相位 差的精确估计。
[0080] 步骤3:载波相位差估计，如图4所示。该模块将DSP中的码相位差精测结果输出 至载波相位差估计模块作为为直射通道与反射通道的码相位延时量，准确实现直射与反射 信号的扩频码同步，省去了一般的载波相位差估计过程中的码相位延时捜索的过程。
[0081] 子步骤1 :对直射信号进行同步操作（载波同步和码同步），当本地码和本地载波 实现了对直射信号的跟踪后，主通道输出直射信号的同相和正交分量相关值Id与I
[0082] 子步骤2 :将完成跟踪后的载波引入从属通道与反射信号相乘，并对主通道中同 步后的扩频码进行延时，延时时间为码相位差精测模块的码延时码相位差测量结果（目前 在该领域，一般采取的对码延时进行捜索的方法，即调整本地导航扩频码延时量的大小W 使其与反射信号的相关功率最大，延时的步长一般为10化S，对应C/A码0.1码片，捜索范围 不大于两个码片）完成对反射信号的扩频码同步；
[0083] 子步骤3:利用直射信号同相分量Id和符号函数（sgn函数）分别对反射信号的同 相和正交支路进行基带电文数据剥离，得到
[0084]
[0085] 子步骤4:使用四象限反正切鉴相器（fourqua化antarctangentdiscriminate) r)计算得到载波相位差的单次估计值：
[0086]
[0087] 步骤4:全相位变换与载波相位差修正，如图5所示：
[0088] 子步骤1 :对实时采集的直射、反射导航信号进行降速处理，降速后进行全相位变 换，求得直射、反射信号的载波相位初值；
[0089] 子步骤2:对直射、反射信号的载波相位初值进行比对，估计反射过程所造成的反 射信号载波相位变化，得到载波相位差测量结果的修正值；
[0090] 子步骤3 :利用修正值对载波相位差估计模块的输出结果A4K°进行修正，得到 最终的误差修正后的高精度直射、反射信号载波相位差测量结果。
[00川本发明的实现GNSS-R相位差提取的硬件接收机，由W下模块组成：
[0092] 模块1 :码相位差粗测模块，如图2所示。该模块主要由DMR相关器电路、乘法器电 路、FIFO延时器电路、相干积分电路、一次微分与过零点检测电路、码延时粗测电路等组成。
[0093] 子模块1 :DMR相关器电路子模块。该电路在时域和频域对直射、反射信号进行一 个导航扩频码周期的相关处理，并输出相关处理结果；
[0094] 子模块2 :FIF0延时器电路模块。通过FIFO延时器1对DMR相关器输出的直射信 号处理结果Yd,k进行1ms的固定延时，延时后与当前的相关器输出结果YD,k1进行相乘，通 过对相乘后Yd,kYD,k 1的峰值点极性实现对当前基带导航电文数据变化的实时检测，产生对 DMR相关器反射信号相关输出结果进行相干积分处理的参考信号Pk，如果直射信号的相邻 码周期内电文数据出现变化，则化=-1，否则Pk= 1 ;通过FIFO延时器2 (延时可调FIFO) 对Pk进行延时后，将Pk与实时采集处理的DMR相关器反射信号输出结果相乘，消除反射信 号中导航电文对相干积分的影响，即实现了直射信号导航电文数据变化对相应反射信号的 映射。
[0095] 子模块3 :相干积分电路。直射与反射信号的DMR相关器输出结果在消除了导航电 文变化的影响后，通过相干积分电路进行一定码周期的相干累积，一般累积时间大于20ms， 形成直射信号与反射信号的相关功率波形。
[0096] 子模块4 :DCF电路。对反射信号的相关功率波形进行相关函数微分方法值CF方 法）处理值CF方法是对反射信号相关功率波形进行处理的一般算法，是目前普遍采用的基 本方法），消除反射面散射造成的相关功率波形峰值点偏移。
[0097] 子模块5 :-次微分与过零点检测电路。对DCF处理结果W及相干累积后的直射 信号DMR输出结果进行一次微分，微分后的过零点即信号相关功率波形的峰值点；直射信 号与反射信号相关功率波形峰值点的时间差即直射与反射信号的码相位差粗测结果。
[0098] 子模块6 :码延时粗测电路。计算得出码相位差粗测结果，将该结果作为码相位精 测模块的迭代初值输出至DSP，同时也作为反馈控制信号控制延时可调FIFO的延时时间， 实现直射信号导航电文数据变化对相应反射信号的准确映射。
[0099] 模块2 :码相位差精测模块，如图3所示。该模炔基于DSP实现，由反射信号相关 功率模型数据库、牛顿迭代高斯算法模块组成。
[0100] 子模块1 :反射信号相关功率模型数据库。在DSP的片上存储器中建立反射信号 相关功率波形的理论模型数据库；
[0101] 子模块2 :牛顿高斯迭代算法模块。利用码相位差快速粗测模块的相位差粗测结 果作为迭代初值，通过牛顿高斯迭代方法对反射信号的相关功率波形与反射信号相关功率 模型数据库的理论波形进行拟合，实现码相位差的精确估计。
[0102] 模块3 :载波相位差估计模块，如图4所示。该模块分为主通道和从属通道两部 分，主通道对直射信号进行同步处理，并将同步参数作为参考值输入从属通道，实现对低信 噪比反射信号的处理W及直射、反射信号载波相位差的估计。
[0103] 子模块1 :主通道。对直射信号进行同步操作（载波同步和码同步），当本地码和 本地载波实现了对直射信号的跟踪后，主通道输出直射信号的同相和正交分量相关值Id与 Ik。符号函数（Sgn函数）
[0104] 子模块2 :从属通道。将完成主通道中完成跟踪后的载波引入并与反射信号相乘， 对主通道中同步后的扩频码