[發明專利]一種利用SAR衛星測量電離層TEC值的方法

有效

• 申請號: 201410022829.1
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103792535A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王偉偉;王旭艷;黎薇萍;李財品;李光廷;朱雅琳;趙泓懿;劉波
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種利用SAR衛星測量電離層TEC值的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）在地面布置SAR信號接收機用于接收SAR衛星發射的脈沖信號；

（2）從步驟（1）接收到的SAR衛星脈沖信號中選取三個子頻帶信號，分別為子頻帶1、子頻帶2與子頻帶3，子頻帶1、子頻帶2與子頻帶3三個子頻帶信號的載波頻率分別為f₁，f₂，f₃，三個子頻帶的載波頻率滿足f₃>f₂>f₁，且f₂-f₁=f₃-f₂=Δf；

（3）將步驟（2）選取的三個子頻帶信號的頻譜分別進行搬移，使其頻譜中心頻率均位于零頻，然后分別利用匹配濾波對三個子頻帶信號進行脈沖壓縮處理，得到三個子頻帶信號峰值點處的相位Φ_n(n=1,2,3)；

（4）根據步驟（3）得到的三個子頻帶信號峰值點處的相位Φ_n(n=1,2,3)計算子頻帶1與子頻帶2信號峰值點的干涉相位，計算公式為Φ₁₂=angle[exp(jΦ₁)×exp(-jΦ₂)]；計算子頻帶2與子頻帶3信號峰值點的干涉相位，計算公式為Φ₂₃=angle[exp(jΦ₂)×exp(-jΦ₃)]；其中定義angle[exp(j(α+2kπ))]=α,α∈[-π,π]，k為整數，

（5）利用步驟（4）獲得的干涉相位Φ₁₂和Φ₂₃求解電離層TEC值，計算公式如下：

TEC=((f2-f1)Φ23-(f3-f2)Φ12)c2π40.3((f2-f1)(1f2-1f3)-(f3-f2)(1f1-1f2))]]>

其中，c為光速。

2.一種利用SAR衛星測量電離層TEC值的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）在地面布置SAR信號接收機用于接收SAR衛星發射的脈沖信號；

（2）從步驟（1）接收到的SAR衛星脈沖信號中選取三個子頻帶信號，分別為子頻帶1、子頻帶2與子頻帶3，子頻帶1、子頻帶2與子頻帶3三個子頻帶信號的載波頻率分別為f₁，f₂，f₃，三個子頻帶的載波頻率滿足f₃>f₂>f₁，f₂-f₁≠f₃-f₂；

（3）將步驟（2）選取的三個子頻帶信號的頻譜分別進行搬移，使其頻譜中心頻率均位于零頻，然后分別利用匹配濾波對三個子頻帶信號進行脈沖壓縮處理，得到三個子頻帶信號峰值點處的相位Φ_n(n=1,2,3)；

（4）利用相關星歷信息獲取電磁波真實傳播距離R的粗估計值利用分別對步驟（3）獲得的三個子頻帶信號峰值點的相位Φ_n(n=1,2,3)進行補償，可得到補償后三個子頻帶信號的相位：

Φn′=angle[exp(j(Φn+2πR^fnc))],n=1,2,3;]]>

其中，定義angle[exp(j(α+2kπ))]=α,α∈[-π,π]，k為整數，

（5）判斷三個子頻帶的載波頻率是否滿足如下約束條件：

-π<Φ2′+2πΔRc(f2-f1)<π-π<Φ2′+2πΔRc(f2-f3)<π]]>

若滿足則進入（6），否則重新執行步驟（2）—（5）,其中ΔR是電磁波真實傳播距離R與其粗估計值之間的估計誤差，c為光速；

（6）根據步驟（4）得到的三個子頻帶信號峰值點處的相位Φ'_n(n=1,2,3)計算子頻帶1與子頻帶2信號峰值點的干涉相位，計算公式為Φ₁₂=angle[exp(jΦ'₁)×exp(-jΦ'₂)]；計算子頻帶2與子頻帶3信號峰值點的干涉相位，計算公式為Φ₂₃=angle[exp(jΦ'₂)×exp(-jΦ'₃)]；其中定義angle[exp(j(α+2kπ))]=α,α∈[-π,π]，k為整數，

（7）利用步驟（6）獲得的干涉相位Φ₁₂和Φ₂₃求解電離層TEC值，計算公式如下：

TEC=((f2-f1)Φ23-(f3-f2)Φ12)c2π40.3((f2-f1)(1f2-1f3)-(f3-f2)(1f1-1f2))]]>

其中，c為光速。