[發明專利]用于精確獲取衛星雷達天線波束指向的方法

有效

• 申請號: 201711015900.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108152787B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 楊金軍;于廣洋;姜巖;薛伶玲;范季夏
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S3/78
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種用于精確獲取衛星雷達天線波束指向的方法，包括以下內容：(1)衛星配備微波發射天線、激光發射器和星敏感器，其中發射天線和激光發射器具有共同的參考基準，發射天線位于衛星雷達天線前方且指向雷達天線；(2)發射天線向雷達天線發射微波，雷達天線接收并獲取發射天線坐標系下微波波束方向，反演獲取發射天線坐標系下雷達天線對外發射微波時波束指向；(3)在(2)同時激光發射器發射激光進入星敏感器，由星敏感器獲取光束指向和激光發射器在星敏感器坐標系下的位置。本發明通過星上光學基準和微波電性基準轉換，將微波波束指向信息直接轉換到衛星星敏感器坐標系下描述，精確獲取波束在軌指向信息。

技術領域

本發明涉及衛星領域，具體地，涉及一種用于精確獲取衛星雷達天線波束指向的方法。

背景技術

合成孔徑雷達是一種主動式的對地觀測系統，可安裝在飛機、衛星等飛行平臺上實施全天時、全天候對地觀測。由于其中災害監測、環境監測、海洋觀測和資源勘察等應用方面具有獨特的優勢，因此越來越受到世界各國的重視。特別是隨著近年來航天技術的快速發展，雷達載荷也越來越多的應用到航天對地觀測中，相繼出現了相控陣形式、拋物面形式等類型的星載微波雷達載荷。

對于星載微波雷達載荷而言，其首要的應用是對地觀測成像，因此，不論是平板形式星載雷達載荷還是拋物面形式星載雷達載荷，提高其成像性能是其首要目標。而影響星載雷達載荷成像性能的因素包括衛星雷達載荷和平臺、地面處理和地面測控系統等多個方面。這些影響因素部分之間存在相互制約關系，部分為相互補充，相互之間存在著較為復雜的關聯關系。其中，雷達載荷微波波束指向精度涉及衛星雷達載荷、平臺、地面處理等多個方面，是影響雷達成像性能的重要影響因素之一。

對于衛星雷達載荷而言，采取相應措施提高其微波波束指向精度，能夠顯著改善微波波束的方向偏離，增強對預定目標觀測的穩定度和能量強度，進而能夠極大的提高觀測成像性能。

雖然為提高星載雷達載荷微波波束指向精度已進行較多的研究和工程實施方面的嘗試，但仍存在著系統原理簡化程度較高、工程應用實施較為復雜、受空間環境諸如軌道熱環境等影響較大等不足。

針對這些應用不足，本發明提供了一種用于精確獲取衛星雷達天線波束指向的方法，為了從工程實施層面解決已有技術的諸多制約因素和不足。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于精確獲取衛星雷達天線波束指向的方法，其通過星上光學基準和微波電性基準轉換，將微波波束指向信息直接轉換到衛星星敏感器坐標系下描述，精確獲取了微波波束相對軌道的指向信息。

根據本發明的一個方面，提供一種用于精確獲取衛星雷達天線波束指向的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，衛星配備微波發射天線、激光發射器和星敏感器，其中發射天線和激光發射器具有共同的參考基準，發射天線位于衛星雷達天線前方且指向雷達天線；步驟二，在發射天線上建立坐標系并表征微波輻射方向；步驟三，發射天線向雷達天線發射微波并由雷達天線接收，獲取發射天線坐標系下微波波束方向并反演獲取發射天線坐標系下雷達天線對外發射微波時的波束指向；步驟四，在發射天線發射微波同時激光發射器發射激光光束進入衛星星敏感器；步驟五，獲取在星敏感器所描述的坐標系下的激光光束指向和激光發射器的位置，并根據發射天線和激光發射器共同參考基準，將步驟二所獲取的發射天線坐標系下雷達天線對外發射微波時的波束指向轉換到星敏感器所描述的坐標系下表征；步驟六，基于星敏感器所描述的坐標系，將通過星敏感器獲取的衛星姿態參數、步驟五獲取的雷達天線波束指向、星敏感器光軸指向等進行數據融合處理，即可精確獲取衛星在軌期間雷達天線對外發射微波時波束指向。

優選地，所述發射天線位于雷達天線前方且指向雷達天線。

優選地，所述激光發射器與發射天線具有共同的參考基準。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：