CN111413713A - 一种gnss电离层监测装置和监测电离层的方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种全球导航卫星系统GNSS电离层监测装置和监测电离层的方法，该GNSS电离层监测装置包括：接收天线，接收天线用于接收全球导航卫星系统GNSS信号；接收装置，接收装置和接收天线连接，接收装置用于接收接收天线发送的GNSS信号，以及对每种GNSS信号进行预处理，得到预处理信号；处理装置，处理装置和接收装置连接，处理装置用于对预处理信号进行处理，得到参量信息；处理装置还用于检测接收装置的工作状态，以及在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启接收装置的第一复位信号和/或用于重启GNSS电离层监测装置的第二复位信号。借助于本申请的上述技术方案，本申请实施例基于GNSS信号实现对电离层参数的无人值守自动监测。

Description

一种GNSS电离层监测装置和监测电离层的方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种全球导航卫星系统(Global NavigationSatellite System，GNSS)电离层监测装置和监测电离层的方法。

背景技术

电离层是部分电离的大气，其中存在数量上足以影响无线电波传播的自由电子和离子。电离层是一种色散介质，即电磁波在电离层中传播时将产生色散效应；不同频率的电磁波在电离层中会以不同的传播速度传播。全球导航卫星系统的卫星发射的多频信号经电离层传播的时间延迟或相位差受电离层电子浓度的影响，因而GNSS信号的变化能用于监测电离层的变化信息。

目前，GNSS电离层监测系统包括GNSS天线、GNSS接收机和计算机。GNSS天线设置在室外，该GNSS天线用于接收卫星信号。GNSS接收机和计算机设置在室内，该GNSS接收机用于对卫星信号进行预处理，该计算机用于对GNSS接收机输出的信号进行处理。

在实现本发明的过程中，发明人发现技术中存在如下问题：现有的GNSS电离层监测系统通常系统复杂、功耗较高，日常运行中经常发生散热风扇的机械故障、GNSS接收机和计算机卡死无响应等故障。以及，在运行过程中需要用户定期检查，以确保监测系统中的设备的正常运行。因此，现有技术中至少存在着运行可靠性不高，运行维护耗费人力的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种GNSS电离层监测装置和监测电离层的方法，以解决现有技术中存在着的运行可靠性不高，运行维护耗费人力的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种GNSS电离层监测装置，该GNSS电离层监测装置包括：接收天线，接收天线用于接收全球导航卫星系统GNSS信号；接收装置，接收装置和接收天线连接，接收装置用于接收接收天线发送的GNSS信号，以及对GNSS信号进行预处理，得到预处理信号；处理装置，处理装置和接收装置连接，处理装置用于对预处理信号进行处理，得到参量信息；处理装置还用于检测接收装置的工作状态，以及在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启接收装置的第一复位信号和/或用于重启GNSS电离层监测装置的第二复位信号。

因此，本申请实施例通过接收天线接收全球导航卫星系统GNSS信号，以及还通过接收装置接收接收天线发送的GNSS信号，以及对每种GNSS信号进行预处理，得到预处理信号，以及还通过处理装置对预处理信号进行处理，得到参量信息，从而本申请实施例中的GNSS电离层监测装置可以自动采集并处理GNSS信号。

以及，本申请实施例还通过处理装置检测接收装置的工作状态，以及在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启接收装置的第一复位信号和/或用于重启GNSS电离层监测装置的第二复位信号，从而在处理装置出现故障的情况下，本申请实施例可通过第一复位信号或者第二复位信号来实现故障的自我修复，进而本申请实施例中的GNSS电离层监测装置不仅能够自动采集并处理GNSS信号，还能够在装置出现故障的情况下进行自我修复，进而不需要用户进行看管，从而实现了无人值守观测运行。

在一个可能的实施例中，GNSS电离层监测装置包括一体机装置，一体机装置包括一体设置的接收装置和处理装置。

因此，本申请实施例通过一体机装置能够极大地减小装置的体积、重量和功耗，进而实现了GNSS电离层监测装置的便携性。

在一个可能的实施例中，GNSS信号包括以下信号中的至少一种信号：全球定位系统GPS信号、格洛纳斯GLONASS信号和北斗卫星信号。

因此，本申请实施例能够实现多种GNSS信号的同时接收。

在一个可能的实施例中，一体机装置还包括：接口转换装置，接口转换装置分别与接收装置和处理装置连接，接口转换装置用于接收接收装置发送的预处理信号，并将预处理信号发送给处理装置。

因此，本申请实施例通过接口转换装置来将接收装置的接口转换为其它的接口，以及还可通过接口转换装置为GNSS电离层监测装置提供调试接口。

在一个可能的实施例中，处理装置的外侧设置有散热装置；一体机装置还包括金属壳体，金属壳体的外部设置有接收天线，金属壳体的内部设置有接收装置、处理装置和散热装置，且散热装置和金属壳体的内壁接触设置。

因此，本申请实施例通过为GNSS电离层监测装置设置散热装置，且将散热装置和金属壳体接触，从而能够增大处理装置的散热面积，进而实现了自然散热，进而能够提高系统散热效率和运行稳定性。

在一个可能的实施例中，金属壳体设置有散热孔。

因此，本申请实施例通过为GNSS电离层监测装置设置散热孔，从而实现了自然散热，进而能够提高系统散热效率和运行稳定性。

在一个可能的实施例中，接收装置为GNSS板卡。

因此，本申请实施例通过GNSS板卡能够实现接收多种卫星信号。

在一个可能的实施例中，处理装置为嵌入式工控机。

因此，本申请实施例通过嵌入式工控机来减小系统的体积。

在一个可能的实施例中，处理装置还用于在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生第一复位信号，以及处理装置在重启接收装置后且接收装置还处于异常工作状态的情况下，产生第二复位信号。

因此，本申请实施例可在接收装置处于异常工作状态的情况下，依次重启接收装置和GNSS电离层监测装置，进而实现了GNSS电离层监测装置的故障的自我修复。

第二方面，本申请实施例提供了一种监测电离层的方法，该方法应用于第一方面中任一项的GNSS电离层监测装置，该方法包括：检测GNSS电离层监测装置中的接收装置的工作状态；在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启接收装置的第一复位信号和/或用于重启GNSS电离层监测装置的第二复位信号。

为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术中的一种电离层的监测系统的示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种GNSS电离层监测装置的示意图；

图3示出了本申请实施例提供的一种一体机装置的剖面示意图；

图4示出了本申请实施例提供的一种GNSS电离层监测装置的检测方法的流程图；

图5示出了本申请实施例提供的一种监测电离层的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

利用GNSS信号探测电离层，具有覆盖面广、观测连续、实时性强、分辨率好、测量精度高、简单方便以及不受天气影响等优点，当前已成为观测研究电离层结构与变化和电离层空间天气的一种广泛应用的重要手段。通过测量GNSS信号不同频率的伪距和载波相位等数据，可分析获取不同卫星信号下电离层穿刺点处的电离层电子浓度总含量(TotalElectron Content，TEC)等参量信息，从而给出电离层有关参量的时空变化，这在电离层科学研究和工程应用上均有重要的意义。

此外，GNSS系统的主要应用领域为卫星定位、导航与授时，GNSS电离层监测是该系统的衍生功能，因此，专用于电离层监测的装置还较为缺乏。

目前，通常的做法是采用商用GNSS接收机和GNSS天线，并配备计算机或工控机，以及开发相应的采集控制软件完成数据采集，并进行数据的离线分析处理，从而得到电离层的参量信息。

如图1所示，图1示出了现有技术中的一种电离层的监测系统的示意图。如图1所示的监控系统包括GNSS天线110、GNSS接收机120和计算机130，该GNSS天线110用于接收卫星信号，以及该GNSS接收机120对卫星信号进行接收、放大、解调等预处理，以及该计算机130用于对GNSS接收机120输出的信号进行采集、分析和存储。

此外，该监控系统还包括连接GNSS天线110和GNSS接收机120的射频电缆、GNSS接收机120和计算机130之间的电源线以及计算机130和网络接口之间的网线等。

但是，现有的GNSS电离层监测系统至少存在着如下问题：

现有的GNSS电离层监测系统通常系统复杂、功耗较高，日常运行中的经常发生散热风扇的机械故障、GNSS接收机和计算机卡死无响应等故障。以及，在运行过程中需要用户定期检查，以确保监测系统中的设备的正常运行。因此，现有技术中至少存在着运行可靠性不高，运行维护耗费人力的问题；

由于现有的电离层的监测系统中的计算机或者工控机的体积比较大，重量也比较重，因此，现有的电离层的监测系统至少存在着不易携带等问题；

由于现有的电离层的监测系统的功耗是比较高的，其需要风扇、空调等进行散热，即该电离层的监测系统对环境的要求比较高，需要在风扇、空调等环境下才能保证可靠性；

由于现有的电离层的监测系统仅支持全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)，或者支持GPS和格洛纳斯(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，GLONASS)的双星系统，其缺少对北斗卫星系统等其他卫星系统的支持，其至少没有发挥北斗卫星系统独特的星座设计在电离层监测中的作用；

现有的电离层的监测系统的GNSS接收机输出的是原始观测量，其还需要开发配套的响应的采集软件进行数据采集，以及还需要开发配套的数据分析软件才能得到电离层的参量信息。

基于此，本申请实施例巧妙地提出了一种GNSS电离层监测装置，通过接收天线接收全球导航卫星系统GNSS信号，以及还通过接收装置接收接收天线发送的GNSS信号，以及对每种GNSS信号进行预处理，得到预处理信号，以及还通过处理装置对预处理信号进行处理，得到参量信息，从而本申请实施例中的GNSS电离层监测装置可以自动采集并处理GNSS信号。

以及，本申请实施例还通过处理装置检测接收装置的工作状态，以及在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启接收装置的第一复位信号和/或用于重启GNSS电离层监测装置的第二复位信号，从而在处理装置出现故障的情况下，本申请实施例可通过第一复位信号或者第二复位信号来实现故障的自我修复，进而本申请实施例中的GNSS电离层监测装置不仅能够自动采集并处理GNSS信号，还能够在装置出现故障的情况下进行自我修复，进而不需要用户进行看管，从而实现了无人值守观测运行。

此外，由于本申请实施例中的GNSS电离层监测装置在无人看管时也可以运行，从而该GNSS电离层监测装置可适用于野外等非专业的观测场地。

如图2所示，图2示出了本申请实施例提供的一种GNSS电离层监测装置的示意图。如图2所示的GNSS电离层监测装置包括接收天线210和一体机装置220，该接收天线210设置在一体机装置220的外侧，且该接收天线210可以与一体机装置220接触设置，也可以与一体机装置220非接触设置。以及，该接收天线210用于接收GNSS信号，该一体机装置220用于对GNSS信号中每种GNSS信号进行处理，得到电离层的参量信息。

应理解，GNSS信号所包含的信号可以根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，GNSS信号包括以下信号中的至少一种信号：GPS信号、GLONASS信号和北斗卫星信号。

还应理解，接收天线210的具体装置可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该接收天线210可以为GNSS天线。

继续参见图2，一体机装置220包括接收装置221、接口转换装置222和处理装置223。其中，接收装置221和接收天线210连接，该接收装置221能够获取接收天线210采集到的至少一种GNSS信号，并对至少一种GNSS信号中每种GNSS信号进行预处理，得到预处理信号，其中，该预处理信号可以包括对每种GNSS信号预处理之后得到的信号；该接收装置221和接口转换装置222通过接插件224进行连接，该接口转换装置222可以接收接收装置221输出的预处理信号，并将预处理信号发送给处理装置223；该处理装置223可通过信号跳线233与接口转换装置222连接，该处理装置223可接收接口转换装置222输出的预处理信号，并对预处理信号进行处理以得到电离层的参量信息。

应理解，预处理所包含的具体方式可以根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，预处理可以包括以下方式中的至少一种方式：放大、解调和滤波。

还应理解，参量信息所包含的信息可以根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，参量信息可以包括电离层电子浓度总含量TEC和/或电离层扰动指数(Rateof TEC Index，ROTI)。

此外，该处理装置223包括电源接口225，且该处理装置223和接口转换装置222之间设置有电源线234，从而该处理装置223可以与外部电源连接，且还可为接收装置221和接口转换装置222等其他装置供电。

另外，该处理装置223还包括网口226，该处理装置223能够通过网口226将参量信息上传到服务器，从而使得本申请实施例中的GNSS电离层监测装置不仅可以对不同卫星的信号进行实时分析，提取参量信息，还可以实时地将包含参量信息的观测数据上传至服务器，以便于服务器获取多个GNSS电离层监测装置上传的观测数据，从而能够实现多站观测数据的分析，从而提取空间区域的电离层的参量信息和电离层TEC地图等，进而实现电离层的实时监测。

此外，该处理装置223还可包括第一调试接口，以及该接口转换装置222也可包括第二调试接口。其中，该第一调试接口和第二调试接口均用于与调试设备连接，从而可实现对GNSS电离层监测装置的调试。

例如，在GNSS电离层监测装置初始安装使用时，可通过第一调试接口和第二调试接口对GNSS电离层监测装置进行调试。

应理解，第一调试接口所包含的接口的类型和/或第二调试接口所包含的接口的类型均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，第一调试接口可包括USB接口227、串口228和视频接口229。

再例如，第二调试接口可包括USB接口230、串口231和网口232。

需要说明的是，本申请实施例为了便于理解方案，所以关于同一接口采用了不同的序号。当然可以理解，其也可以替换成相同的序号。

还应理解，接收装置221的具体装置类型、接口转换装置222的具体装置类型和处理装置223的具体装置类型均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

可选地，接收装置221可以为GNSS板卡。

应理解，GNSS板卡的类型也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，为了便于系统集成，不再采用商用GNSS接收机，而是采用微型OEM628的GNSS板卡作为接收装置221。其中，该GNSS板卡支持GPS卫星、GLONASS卫星和北斗卫星，其采样率可达5Hz，其接收通道达120个。对应地，接收天线210可配套选用GNSS多卫星系统的接收天线。

可选地，接口转换装置222可为接口板。

应理解，接口板的具体类型也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，在接口装置为GNSS板卡的情况下，该接口转换装置222可以为GNSS板卡的接口板，该接口板一方面可以从处理装置223引入电源为GNSS板卡供电，另一方面也是GNSS板卡的插接底座，可通过接插件固定GNSS板卡，并将GNSS板卡的管脚转换为内置和外置的USB接口、RS232接口和以太网接口。

可选地，处理装置223可以为嵌入式工控机。

应理解，嵌入式工控机的具体类型也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，在接口板为GNSS板卡的接口板的情况下，该处理装置223可以为采用嵌入式低功耗微型工控板和微型固态硬盘组成的低功耗工控机。该工控机与接口板可通过内置的RS232接口进行内部连接，用于采集GNSS信号。

另外，需要说明的是，虽然上面示出了一体机装置220的内部结构，但本领域的技术人员应当理解，该一体机装置220内部所包含的装置还可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该一体机装置220还可包括存储装置(未示出)，该存储装置可以与处理装置223连接，从而该处理装置223可以将电离层的参量信息和GNSS信号存储到存储装置中。

再例如，该一体机装置220还可包括传输装置(未示出)，从而可通过传输装置将本地的参量信息上传到服务器。

因此，本申请实施例通过集成化设计，将接收装置和处理装置等装置集成为一体机装置，从而能够极大地减小装置的体积、重量和功耗，使得GNSS电离层监测装置能够达到便于携带的效果。

此外，为了保证GNSS电离层监测装置的运行效果，本申请实施例还可为GNSS电离层监测装置设置散热装置和散热孔，从而实现了自然散热，进而能够提高系统散热效率和稳定性。

为了便于理解本申请实施例，下面通过具体的实施例来进行描述。

如图3所示，图3示出了本申请实施例提供的一种一体机装置的剖面示意图。如图3所示，该一体机装置中的处理装置330的一侧设置有散热装置340，且该散热装置340可与一体机装置的壳体310接触设置。

应理解，散热装置的具体装置类型可以根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，为了增大与处理装置的接触面积，该散热装置可以为散热片。

此外，为了加强一体机装置的导热效果，可以将一体机装置的壳体310设置成金属壳体。其中，接收天线可以设置在金属壳体的外部，接收装置、接口转换装置和处理装置330等可以设置在金属壳体的内部，且该散热装置340可与金属壳体的内壁(例如，处理装置330和散热装置340设置在金属壳体的下方，且处理装置330设置在散热装置340的上方，以及散热装置340和金属壳体底部的内部接触设置等)接触设置，从而可使得整个金属壳体都成为处理装置的散热面，进而加快了GNSS电离层监测装置的散热。

应理解，金属壳体对应的具体材料也可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，该金属壳体的材料可以为铝合金。

还应理解，一体机装置内部的各个装置(例如，接收装置)在金属壳体内部的安装位置均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

此外，为了保证散热效果，还可在金属壳体上设置散热孔。

应理解，散热孔的位置和数量均可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，如图3所示，可在金属壳体的四个侧面和上下两面均设置有散热孔320，从而便于空气对流，从而能够降低一体机装置内的各个装置的温度。

因此，本申请实施例通过与金属壳体接触设置的散热装置来对处理装置进行散热，从而能够加快一体机装置中功耗较大的处理装置的散热效果。

以及，本申请实施例还能够通过设置散热孔来实现自然散热，其无需内置风扇，也无需外置空调散热，从而可在野外等地点稳定工作，同时还没有噪音。

另外，本申请实施例可在处理装置内设置一个检测软件(或者说检测模块)，其可实现GNSS电离层监测装置的自动运行、数据处理、数据传输、故障监测和故障修复等功能，从而实现了GNSS电离层监测装置的全自动运行，保证了设备工作的稳定性。

为了便于理解本申请实施例中的检测软件的运行过程，下面通过具体的实施例来进行描述。

如图4所示，图4示出了本申请实施例提供的一种GNSS电离层监测装置的检测方法的流程图。如图4所示的检测方法包括：

步骤S401，为GNSS电离层监测装置上电。

步骤S402，在上电后，GNSS电离层监测装置可自动开机。

步骤S403，启动处理装置。

步骤S404，处理装置可判断接收装置是否启动。

若接收装置已经启动，则执行步骤S406；若接收装置没有启动，则执行步骤S405。

步骤S405，启动接收装置。

步骤S406，在启动接收装置的情况下，确定接收装置接收的数据大小是否发生变化。

应理解，接收装置中可设置有采集软件(或者说采集模块)，从而确定接收装置接收的数据大小是否发生变化可是确定采集软件采集的数据大小是否发生了变化。

若接收装置接收的数据大小发生变化，则执行步骤S407；若接收的数据大小没有发生变化，则执行步骤S411。

步骤S407，处理装置确定是否产生新文件。

若产生新文件，则执行步骤S408；若没有产生新文件，则返回步骤S406。

步骤S408，处理装置对新文件的相关数据进行计算。

具体地，在GNSS电离层监测装置自动运行的情况下，若GNSS信号相关的数据持续更新，到了规定的时间分割点(例如，1小时、24小时等)，将产生新的数据文件，此时则启动处理装置中的计算软件(或者说计算模块)，对采集的GNSS信号进行计算，得到电离层的参量信息。

步骤S409，处理装置启动传输装置。

从而，可将原始的GNSS信号和参量信息上传到服务器。

步骤S410，处理装置启动存储装置。

从而，可将GNSS信号和参量信息按照规定目录存储到GNSS电离层监测装置的存储装置中。

步骤S411，处理装置重启接收装置。

具体地，处理装置可检测接收装置的工作状态，以及在接收装置出现异常工作状态(例如，故障等)的情况下，处理装置可产生用于重启接收装置的第一复位信号，从而可通过第一复位信号将接收装置进行重启。

应理解，对接收装置进行重启可以是对接收装置中的采集软件进行重启，也可以是将接收装置进行重启，本申请实施例并不局限于此。

步骤S412，在预设时间段内，处理装置确定数据大小是否变化。

若数据大小发生变化，则返回步骤S406；若数据大小没有发生变化，则执行步骤S413。

应理解，预设时间段可根据实际需求来进行设置，本申请实施例并不局限于此。

例如，预设时间段可以是2小时。

步骤S413，处理装置重启GNSS电离层监测装置，并返回步骤S402。

具体地，处理装置可在重启接收装置后且接收装置还处于异常工作状态的情况下，处理装置可生成第二复位信号，从而可通过第二复位信号来对整个GNSS电离层监测装置进行重启，即实现了硬件的重启。

也就是说，在处理装置确定接收装置处于异常工作状态的情况下，可先对接收装置进行重启，从而在接收装置重启之后，恢复正常运行，则确定接收装置的异常工作状态可能是接收装置中的采集软件卡死导致的。若对接收装置重启后，该接收装置仍然处于异常工作状态，则确定整个GNSS电离层监测装置可能出现死机的问题，随后可通过对GNSS电离层监测装置进行重启来解决。

此外，需要说明的是，在接收装置处于异常工作状态的情况下，本申请实施例还可只生成第一复位信号，或者只生成第二复位信号。

另外，还需要说明的是，图4所示的检测方法除了适用于本申请实施例中的GNSS电离层监测装置之外，还适用于现有技术中的电离层的监测系统，本申请实施例并不局限于此。

因此，本申请实施例通过上述方案，可以实现整个GNSS电离层监测装置的系统来电自启动进入采集状态，遇数据不更新时可复位采集软件，遇硬件卡死时，可硬复位整个系统，实现系统的无人值守自动运行。

以及，由于这种设计具有高度的自动化和可靠性，因此系统运行时无需人工值守与干预，无需显示器、键盘、鼠标等外设，但可以通过网络进行现场或远程监测、操作和控制，使用方便同时也保障了系统的便携性。

应理解，上述GNSS电离层监测装置的相关方案仅是示例性的，本领域技术人员可以对GNSS电离层监测装置进行各种变形，修改或变形之后的内容也在本申请保护范围内。

请参见图5，图5示出了本申请实施例提供的一种监测电离层的方法的流程图，该方法适用于上述图2至图4所示的GNSS电离层监测装置，该方法包括：

步骤S510，检测GNSS电离层监测装置中的接收装置的工作状态。

步骤S520，在接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启接收装置的第一复位信号和/或用于重启GNSS电离层监测装置的第二复位信号。

综上，相对于现有的电离层的监测系统，本申请实施例具有如下优点：结构更为简洁，体积更小、重量更轻，具有更好的便携性；其可通过自然散热的方式来实现散热，其无需设置风扇，无需空调降温，环境适应性更强；全自动监测运行能力，确保了系统在无人值守的情况下全自动运行，保障了设备的工作可靠性；实时分析提取电离层的参量信息，同时能够观测多种卫星信号(包括北斗卫星信号)，其具有更高的空间分辨率，测量基于北斗同步卫星的电离层参数获得更好的时间连续性。

此外，本申请实施例中的GNSS电离层监测装置便于野外携带、运输和安装，既可用于标准的电离层观测台站开展常规电离层观测，也可将GNSS电离层监测装置放置于普通办公场所无人值守运行，大大降低了GNSS电离层监测的环境要求，为广泛开展GNSS电离层监测提供了一种重要的手段。

另外，由于运输、架设和运行都非常简便，本申请实施例中的GNSS电离层监测装置还适合于针对特定科学目标在野外特别是在观测场地条件较为恶劣的地区开展的临时观测活动。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种全球导航卫星系统GNSS电离层监测装置，其特征在于，包括：

接收天线，所述接收天线用于接收GNSS信号；

接收装置，所述接收装置和所述接收天线连接，所述接收装置用于接收所述接收天线发送的GNSS信号，以及对所述GNSS信号进行预处理，得到预处理信号；

处理装置，所述处理装置和所述接收装置连接，所述处理装置用于对所述预处理信号进行处理，得到参量信息；

所述处理装置还用于检测所述接收装置的工作状态，以及在所述接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启所述接收装置的第一复位信号和/或用于重启所述GNSS电离层监测装置的第二复位信号。

2.根据权利要求1所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述GNSS电离层监测装置包括一体机装置，所述一体机装置包括一体设置的所述接收装置和所述处理装置。

3.根据权利要求2所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述GNSS信号包括以下信号中的至少一种信号：全球定位系统GPS信号、格洛纳斯GLONASS信号和北斗卫星信号。

4.根据权利要求2所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述一体机装置还包括：

接口转换装置，所述接口转换装置分别与所述接收装置和所述处理装置连接，所述接口转换装置用于接收所述接收装置发送的预处理信号，并将所述预处理信号发送给所述处理装置。

5.根据权利要求2所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述处理装置的外侧设置有散热装置；

所述一体机装置还包括金属壳体，所述金属壳体的外部设置有所述接收天线，所述金属壳体的内部设置有所述接收装置、所述处理装置和所述散热装置，且所述散热装置和所述金属壳体的内壁接触设置。

6.根据权利要求5所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述金属壳体设置有散热孔。

7.根据权利要求2所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述接收装置为GNSS板卡。

8.根据权利要求2所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述处理装置为嵌入式工控机。

9.根据权利要求1所述的GNSS电离层监测装置，其特征在于，所述处理装置还用于在所述接收装置处于异常工作状态的情况下，产生所述第一复位信号，以及所述处理装置在重启所述接收装置后且所述接收装置还处于异常工作状态的情况下，产生所述第二复位信号。

10.一种监测电离层的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至9任一项所述的全球导航卫星系统GNSS电离层监测装置，包括：

检测所述GNSS电离层监测装置中的接收装置的工作状态；

在所述接收装置处于异常工作状态的情况下，产生用于重启所述接收装置的第一复位信号和/或用于重启所述GNSS电离层监测装置的第二复位信号。

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