[發明專利]一種背景電離層對GEOSAR成像影響分析方法及其驗證方法

有效

• 申請號: 201510054853.8
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104793191B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 胡程;曾濤;田野;龍騰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,楊志兵

1.一種背景電離層對GEO SAR成像影響分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，根據GEO SAR衛星的彎曲軌跡特性，建立基于范數的彎曲軌跡斜距模型r(t_a)＝r₀+q₁·(t_a)+q₂·(t_a)²+q₃·(t_a)³+…+q_N·(t_a)^N，其中r₀為GEO SAR發射信號的中心斜距，q₁～q_N為r(t_a)相對于慢時間的1至N階導數，t_a為方位向慢時間；

步驟二、獲得背景電離層影響下的地球同步軌道合成孔徑雷達GEO SAR回波信號，提取信號中心頻率f₀、帶寬B、合成孔徑時間T_a、以及方位向信號調頻率f_dr，測量GEOSAR衛星傳播路徑上的電離層電子總含量TEC數據，并對TEC數據進行多項式擬合獲得常數項TEC₀、一次項系數k₁、二次項系數k₂以及三次項系數k₃；

步驟三，計算距離向二次相位誤差φ_range2、距離向三次相位誤差φ_range3、方位向二次相位誤差φ_azimuth2以及方位向三次相位誤差φ_azimuth3；

${\mathrm{\φ}}_{range2}=\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{cf}}_0}\·\left(-\frac{80.6\·{\mathrm{TEC}}_0}{{f_0}^2}+\left(\frac{{\left(q_1+\frac{40.3k_1}{{f_0}^2}\right)}^3\left(q_3+\frac{40.3k_3}{{f_0}^2}\right)}{16\·{\left(q_2+\frac{40.3k_2}{{f_0}^2}\right)}^3}-\frac{{q_1}^3\·q_3}{16\·{q_2}^3}\right)\right)\·B^2$

${\mathrm{\φ}}_{range3}=\frac{2\mathrm{\π}}{{{\mathrm{cf}}_0}^2}\·\left(\frac{80.6\·{\mathrm{TEC}}_0}{{f_0}^2}+\left(\frac{{\left(q_1+\frac{40.3k_1}{{f_0}^2}\right)}^3\left(q_3+\frac{40.3k_3}{{f_0}^2}\right)}{16\·{\left(q_2+\frac{40.3k_2}{{f_0}^2}\right)}^3}-\frac{{q_1}^3\·q_3}{16\·{q_2}^3}\right)\right)\·B^3$

${\mathrm{\φ}}_{azimuth2}=\frac{\mathrm{\π}c}{f_0}\·\left(\frac{1}{(q_2+\frac{40.3k_2}{{f_0}^2})}\·\left(\frac{1}{4}+\frac{3(q_1+\frac{40.3k_1}{{f_0}^2})(q_3+\frac{40.3k_3}{{f_0}^2})}{8{(q_2+\frac{40.3k_2}{{f_0}^2})}^2}\right)-\frac{1}{q_2}\·\left(\frac{1}{4}+\frac{3\·q_1{q}_3}{8\·{q_2}^2}\right)\right)\·{(f_{dr}\·T_a)}^2$

${\mathrm{\φ}}_{azimuth3}=\frac{{\mathrm{\πc}}^2}{16{f_0}^2}\·(\frac{(q_3+\frac{40.3k_3}{{f_0}^2})}{{(q_2+\frac{40.3k_2}{{f_0}^2})}^3}-\frac{q_3}{{q_2}^3})\·{(f_{dr}\·T_a)}^3$

其中，c為光速；

步驟四、當距離向二次相位誤差φ_range2超過二次相位誤差閾值T₁，或距離向三次相位誤差φ_range3超過三次相位誤差閾值T₂時，背景電離層對距離向聚焦效果產生影響；當方位向二次相位誤差φ_azimuth2超過二次相位誤差閾值T₁，或方位向三次相位誤差φ_azimuth3超過三次相位誤差閾值T₂時，背景電離層對方位向聚焦造成影響。