[發明專利]一種基于子距離像偏移差的星載SAR電離層定標方法

有效

• 申請號: 201310098476.9
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103217669A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 黃麗佳;丁赤飚;胡東輝;胡文龍;胡玉新;雷斌;付琨;張弘毅
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/90
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

技術領域

本發明是一種基于子距離像偏移差的星載SAR電離層定標方法，涉及合成孔徑雷達（SAR）信號處理領域，具體涉及星載合成孔徑雷達電離層定標領域。?

背景技術

電離層是地球大氣層中處于部分電離狀態的區域，從離地面約50km開始一直延伸到約1000km。星載SAR工作在500km到800km的衛星軌道高度上，星載SAR信號兩次穿越電離層，不可避免會產生幅度和相位畸變。其中，電離層群延遲效應造成SAR圖像距離偏移、電離層色散效應造成SAR圖像距離分辨率下降、電離層波動則導致SAR圖像方位分辨率惡化。此外，上述三種影響都會破壞SAR圖像相位保持特性，影響干涉SAR應用。星載SAR工作頻率越低，電離層影響越嚴重。一般而言，工作在2GHz以下的星載SAR系統（如L波段的TanDEM系統和PALSAR系統；P波段的BIOMASS系統等）都需要對電離層進行定標和補償。?

星載SAR電離層定標技術可以分為兩類：第一類是基于其它信號體制的電離層測量方案，第二類是基于SAR信號體制的電離層估計方案。第一類電離層定標技術通常依附于一個龐大的電離層測量站網（如GPS系統），服務對象和目的并不是星載SAR，電離層測量精度、時空分辨率、時效性等方面都難以兼顧實際的星載SAR電離層定標需要。第二類電離層定標技術利用電離層TEC對SAR回波信號影響的數學模型[A.Ishimaru,Y.Kuga,and?J.Liu,Ionospheric?Effects?on?SAR?at?100?MHz?to?2?GHz.Geoscience?and?Remote?Sensing?Symposium?Proceeding,1998,475～477.]，通過分析星載SAR回波數據或者定標數據實現電離層TEC估計，這種方案操作性更強、可控性更高，是一種更符合星載SAR電離層實際定標需求的方案。?

其中電離層TEC對SAR脈沖信號時間寬度影響的數學模型受到較多關注。已知信號載頻f_c，信號帶寬B_r，可以建立脈沖時間寬度變化量ΔT和電離層TEC之間的線性對應關系，即?ΔT=80.6TECc[(fc-Br2)-2-(fc+Br2)-2]]]>

如果SAR圖像中存在強散射點目標，則可以通過比較雷達發射信號初始時間寬度和強點目標回波信號的時間寬度，得到ΔT估計值，從而反演出電離層TEC[翟文帥,張云華,P波段星載SAR電離層對成像的影響及校正方法.測試技術學報,2008,459～464.]。對于星載SAR定標場數據，則可以通過比較SAR內定標信號時間寬度和有源定標器接收信號的時間寬度，?得到ΔT2估計值，從而反演出電離層TEC[李亮,洪峻,明峰,梁維斌,一種基于有源定標器的電離層對星載SAR定標影響校正方法.電子與信息學報,2012,1096～1101.]。?

因此，目前的基于發射信號和接收信號脈沖時間寬度比較的星載SAR電離層定標方案存在以下缺點：?

1）星載SAR難以生成理想矩形包絡的脈沖信號，即時域包絡存在上升沿和下降沿，這是脈沖時間寬度測量方案的固有困難。?