[發明專利]一種雙基地合成孔徑雷達定位誤差計算方法

有效

• 申請號: 201710377106.7
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN106990396B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 武俊杰;胥遇時;杜寧;楊建宇;張強輝;李中余;杜科
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開一種雙基地合成孔徑雷達定位誤差計算方法，從雙基地合成孔徑雷達構型機理出發，使用梯度分析法完成對雙基距離和多普勒中心頻移造成的定位誤差計算，推導出雙基地合成孔徑雷達目標定位誤差具體公式；解決了現有技術中針對雙基地合成孔徑雷達定位誤差分析中存在的困難及傳統R?D定位模型中定位誤差無法精確計算的問題。根據本發明中的誤差計算公式，可以計算得到雙基地合成孔徑雷達的定位精度，從而實現對雙基地合成孔徑雷達定位精度的衡量和評估。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，特別涉及一種機載雙基地SAR的目標定位技術。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)可以全天時、全天候地提供觀測區域的高分辨率圖像，所以，近年來它在民用和軍事領域都發揮著越來越重要的作用。SAR典型的應用領域包括災害監測、資源勘探、地質測繪、軍事偵察等。

雙基地SAR由于收發分置而有著很多突出的優點，它能獲取目標的非后向散射信息，具有作用距離遠、隱蔽性和抗干擾性強等特點。另外，由于雙基地SAR接收機不含大功率器件，其功耗低、體積小、重量輕，便于多種類型的飛機攜帶，造價較低。總之，雙基地SAR作為一種空間對地觀測的新手段，在民用和軍用領域都有著廣闊的發展空間。

文獻“Curlander J C.Location of Spaceborne Sar Imagery[J].IEEETransactions on GeoscienceRemote Sensing,1982,GE-20(3):359-364”，首次提出距離-多普勒(R-D)定位模型，將SAR目標定位技術由傳統的地空定位理論階段發展到空空定位理論階段，實現了目標的絕對定位。但是，該模型求解計算量較大，尤其在雙基地合成孔徑雷達(Bi-SAR)應用情況下的雙根式特性導致方程無解析解。由此帶來的另一個問題就是針對該模型進行的誤差分析十分復雜，暫無完整的一套分析方法與體系。

文獻“苗慧.機載SAR定位精度的研究[J].電子所博碩士學位論文,2007，根據單基地SAR幾何構型”，提出了單基地SAR定位方法，并將定位誤差分類，從原理、設備和環境等方面分析計算對定位精度的影響。由于Bi-SAR構型復雜，斜距方程存在雙根式特性，該文獻提出的誤差分析方法對于Bi-SAR并不適用。

文獻“孟自強,李亞超,胡奇,等.彈載雙基地前視SAR建模及運動/同步誤差分析[J].系統工程與電子技術,2015,37(3):523-531.”，分析了雙基地彈載前視SAR定位誤差來源及對成像的影響。但并未進一步得出其定位誤差的具體計算方法。

發明內容

本發明為解決雙基地合成孔徑雷達定位誤差分析中存在的困難及傳統R-D定位模型中定位誤差無法精確計算的問題，提出了一種雙基地合成孔徑雷達定位誤差計算方法，從雙基地合成孔徑雷達構型機理出發，使用梯度分析法完成對雙基距離和及多普勒中心頻移造成的定位誤差計算，推導出雙基地合成孔徑雷達目標定位誤差具體公式。

本發明采用的技術方案是：一種雙基地合成孔徑雷達定位誤差計算方法，包括：

S1、構建雙基地合成孔徑雷達的回波模型；

S2、根據波束中心時刻照射目標點的發射站和接收站坐標、多普勒中心時刻頻率以及雷達發射信號波長，建立距離-多普勒定位模型；并根據建立的距離-多普勒定位模型求得目標點坐標；

S3、根據步驟S2建立的距離-多普勒定位模型，以及步驟S1建立的雙基地合成孔徑雷達的回波模型；分析得到：

當存在雙基距離和誤差時，將導致目標位置在距離向發生變化，而在方位向位置不變；

當存在多普勒中心頻率誤差時，將導致目標位置在方位向發生變化，而在距離向位置不變；

S4、根據步驟S2得到的目標點坐標，分別計算當存在雙基距離和的誤差情況下，目標點的定位誤差；以及當存在多普勒中心頻率的誤差情況下，目標點的定位誤差。