[發(fā)明專利]一種天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的干涉定標(biāo)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711158570.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN108007476B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚洪;李盛陽(yáng);劉志文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01S7/40;G01S13/90
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;李瑩瑩

本發(fā)明涉及一種天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的干涉定標(biāo)方法及系統(tǒng)，該方法包括：根據(jù)參考目標(biāo)的高度信息和通過(guò)天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)獲得的軌道和斜距參數(shù)，確定參考目標(biāo)每個(gè)像素點(diǎn)的雷達(dá)視角；接著對(duì)解纏相位隨雷達(dá)視角的空間變化關(guān)系進(jìn)行多項(xiàng)式擬合；然后分別確定解纏相位和斜距對(duì)雷達(dá)視角的敏感性；再確定基線長(zhǎng)度和基線傾角；最后確定干涉相位偏置。該系統(tǒng)包括：雷達(dá)視角計(jì)算模塊、擬合系數(shù)計(jì)算模塊、敏感性計(jì)算模塊、確定干涉基線模塊和確定干涉相位偏置模塊。本發(fā)明通過(guò)擬合估計(jì)解纏相位對(duì)雷達(dá)視角的敏感性，可將干涉基線和干涉相位偏置的估計(jì)分離開來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)基線長(zhǎng)度、基線傾角和干涉相位偏置三個(gè)參數(shù)的完整估計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的干涉定標(biāo)領(lǐng)域，尤其涉及一種天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的干涉定標(biāo)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)發(fā)展的一種新型雷達(dá)高度計(jì)，即天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)，能獲得大面積范圍的海面平均高度值，空間分辨率在100米量級(jí)，觀測(cè)刈幅在50 公里至100公里量級(jí)，相比傳統(tǒng)星下點(diǎn)雷達(dá)高度計(jì)，其在空間分辨率和時(shí)間分辨率上都得到了巨大提升。但是要應(yīng)用該技術(shù)，精確的干涉定標(biāo)是必不可少的關(guān)鍵步驟。干涉定標(biāo)實(shí)現(xiàn)在軌精確測(cè)量天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的干涉參數(shù)，包括基線長(zhǎng)度、基線傾角和干涉相位偏置等。作為實(shí)現(xiàn)全球觀測(cè)的、搭載在衛(wèi)星或航天飛行器上的天基干涉系統(tǒng)，基于自然分布目標(biāo)開展干涉定標(biāo)是一種可行的方法。雖然也采用干涉合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，但天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)入射角小于8°，觀測(cè)海洋的同時(shí)還需兼顧陸地，這種入射角極小的觀測(cè)條件和海洋陸地兼顧的觀測(cè)模式已完全不同于已有的只觀測(cè)陸地的天基干涉合成孔徑雷達(dá)。現(xiàn)有技術(shù)方案都是參照飛行高度非常有限(一般在十公里左右)的機(jī)載干涉系統(tǒng)，建立在平坦地面假設(shè)下，沒(méi)有考慮地球曲率的影響，對(duì)于飛行高度在幾百公里且觀測(cè)范圍在幾十公里量級(jí)的天基系統(tǒng)則不適用；

另外，現(xiàn)有技術(shù)方案還需要準(zhǔn)確估計(jì)干涉相位頻譜的頻率區(qū)間，在干涉相位條紋比較密集且空間分布均勻的情況下是適用的，比如傳統(tǒng)干涉合成孔徑雷達(dá)，但在干涉相位特別稀疏且空間變化特別大的條件下則失效，比如干涉成像雷達(dá)高度計(jì)；

其次，雖然實(shí)現(xiàn)了基線長(zhǎng)度和基線傾角的估計(jì)，但是，還沒(méi)有同時(shí)實(shí)現(xiàn)干涉相位偏置的估計(jì)，事實(shí)上，干涉基線和干涉相位偏置相互之間存在耦合，同時(shí)估計(jì)這些參數(shù)極容易導(dǎo)致“病態(tài)解”或者迭代算法無(wú)法收斂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有技術(shù)方案中沒(méi)有考慮地球曲率的影響，由于估計(jì)參數(shù)時(shí)容易導(dǎo)致“病態(tài)解”或者迭代算法無(wú)法收斂，不能實(shí)現(xiàn)干涉相位偏置的估計(jì)。

為解決上面的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的干涉定標(biāo)方法，該干涉定標(biāo)方法包括：

S1，根據(jù)參考目標(biāo)的高度信息和天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)獲得的軌道和斜距參數(shù)，確定雷達(dá)視角；

S2，利用多項(xiàng)式擬合模型確定所述參考目標(biāo)的解纏相位隨所述雷達(dá)視角的空間變化關(guān)系，并根據(jù)所述參考目標(biāo)的解纏相位和所述空間變化關(guān)系，利用最小二乘算法確定多項(xiàng)式擬合系數(shù)；

S3，根據(jù)所述多項(xiàng)式擬合系數(shù)，確定所述解纏相位對(duì)所述雷達(dá)視角的敏感性，同時(shí)根據(jù)所述參考目標(biāo)的高度信息、所述軌道和斜距參數(shù)，確定所述斜距對(duì)所述雷達(dá)視角的敏感性；

S4，根據(jù)所述解纏相位對(duì)所述雷達(dá)視角的敏感性，計(jì)算所述天基干涉成像雷達(dá)高度計(jì)的基線長(zhǎng)度初始值，并根據(jù)所述基線長(zhǎng)度初始值、所述斜距參數(shù)和所述斜距對(duì)所述雷達(dá)視角的敏感性，確定準(zhǔn)確的基線長(zhǎng)度和基線傾角；

S5，根據(jù)所述準(zhǔn)確的基線長(zhǎng)度和基線傾角，確定干涉相位偏置的估計(jì)值。