[發明專利]一種星載SAR的全方位觀測方法

有效

• 申請號: 201310065357.3
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103197314A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 孫兵;李景文;李春升;王巖;陳杰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種星載SAR的全方位觀測方法，包括以下幾個步驟：

步驟一、根據觀測區域緯度范圍，輸入軌道高度，改變軌道傾角參數，直至衛星平臺的星下點覆蓋觀測區域所在的緯度范圍；

步驟二、根據軌道參數和天線能力，設計雷達四次過頂時的開關機時間和天線波控規律，在每次雷達開機工作，并調整天線波束指向，發射線性調頻信號，并接收回波信號，如此反復，直至雷達關機停止工作；

步驟三：分別將四次雷達開機的存儲的回波信號分別進行成像處理，采用后向投影算法完成單次觀測圖像的聚焦處理，再利用多源融合的方法完成四次觀測圖像的信息融合處理，得到方位向360度觀測的雷達圖像。

2.根據權利要求1所述的一種星載SAR的全方位觀測方法，步驟一具體包括：

（1）輸入觀測區域的緯度范圍Lat_min～Lat_max，單位為度），Lat_min和Lat_max滿足下式：

-60<Lat_min<Lat_max<60??（1）

其中：Lat_min表示觀測區域緯度的最小值，Lat_max表示觀測區域緯度的最大值，Lat_min和Lat_max的單位為度，當Lat_min和Lat_max滿足公式（1），表明目標觀測區域緯度范圍在南緯60度至北緯60度之間；

（2）獲取衛星高度H、偏心率e、升角點赤經θ、近地點俯角Λ、設定軌道傾角初值I和補償ΔI，然后分別仿真各個軌道傾角對應生成星下點軌跡，直至星下點軌跡覆蓋待觀測區域的緯度范圍，記錄此時的軌道傾角Iopt，軌道傾角的范圍在30度至60度之間。

3.根據權利要求2所述的一種星載SAR的全方位觀測方法，所述（2）中，仿真各個軌道傾角對應生成星下點軌跡的方法為：設定軌道傾角初值I和補償ΔI，其中I≥30，ΔI為小于30的正數，分別仿真軌道傾角等于I+n*ΔI對應生成星下點軌跡，其中n為從1開始的正整數，且I+n*ΔI≤60。

4.根據權利要求1所述的一種星載SAR的全方位觀測方法，步驟二具體包括：

<1>輸入待觀測目標的中心點P經度Lon和緯度Lat；

<2>仿真N天的星下點軌跡，N為不大于10的正整數，得到星下點軌跡圖；

<3>在星下點軌跡圖中，選擇觀測區域目標中心點P所在的菱形或近似菱形區域，其四個頂點為P1、P2、P3和P4，衛星經過四個頂點對應八個時刻，按照時刻先后順序分別記錄四條菱形邊對應的觀測起始和終止時刻，分別記為Tstart1，Tstop1，TStart2，Tstop2，TStart3，Tstop3，TStart4，Tstop4；其中，Tstart1、Tstop1分別為衛星經過P1頂點的觀測起始時刻和終止時刻，TStart2、Tstop2分別為衛星經過P2頂點的觀測起始時刻和終止時刻，TStart3、Tstop3分別為衛星經過P3頂點的觀測起始時刻和終止時刻，TStart4，Tstop4分別為衛星經過P4頂點的觀測起始時刻和終止時刻；

<4>在TStart1時刻，雷達調整天線波束指向，使其瞄準觀測目標中心，雷達開機工作，發射雷達信號，并接收雷達回波信號，再調整天線指向，使其瞄準觀測中心，發射雷達信號并接收回波信號，如此重復直至到達Tstop1時刻，將接收到的雷達回波信號存儲為數據D1；

<5>重復步驟<4>的操作，分別在Tstart2至Tstop2時間內，始終調整波束指向至目標中心點，發射雷達信號并接收回波信號，記為數據D2；分別在Tstart3至Tstop3時間內，始終調整波束指向至目標中心點，發射雷達信號并接收回波信號，記為數據D3；分別在Tstart4至Tstop4時間內，始終調整波束指向至目標中心點，發射雷達信號并接收回波信號，記為數據D4。

5.根據權利要求1所述的一種星載SAR的全方位觀測方法，步驟三具體包括：

①對雷達回波數據D1，根據Tstart1至Tstop1時間內衛星的軌跡，采用后向投影算法進行成像處理，得到SAR圖像Image1；

②對雷達回波數據D2，根據Tstart2至Tstop2時間內衛星的軌跡，采用后向投影算法進行成像處理，得到SAR圖像Image2；

③對雷達回波數據D3，根據Tstart3至Tstop3時間內衛星的軌跡，采用后向投影算法進行成像處理，得到SAR圖像Image3；

④對雷達回波數據D4，根據Tstart4至Tstop4時間內衛星的軌跡，采用后向投影算法進行成像處理，得到SAR圖像Image4；

⑤根據應用需要，采用多源融合方法，對Image1、Image2、Image3和Image4進行數據融合，得到方位向360度觀測的雷達圖像。