[發明專利]一種GEO SAR凝視成像模式方位模糊度確定方法

有效

• 申請號: 201711386671.6
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108267736B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 李財品;劉嬌
• 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: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 張曉飛<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明一種GEO SAR凝視成像模式方位模糊度確定方法，該方法可實現對地球同步軌道合成孔徑雷達凝視成像模式下的不同軌道位置，不同場景目標點的方位模糊度進行精確的計算。步驟是：1)確定凝視觀測時衛星的軌道時刻及目標點場景位置；2)結合地球同步軌道SAR特性，計算獲得不同軌道時刻及不同場景目標對應的方位向多普勒頻率；3)根據天線方位向方向圖，計算凝視觀測不同場景位置處目標點天線的照射增益；4)根據凝視模式方位模糊度公式計算得到凝視模式的方位模糊度。該方位模糊度的計算方法同樣可以推廣到低軌SAR\中軌SAR速度時變下凝視成像觀測方位模糊度的精確計算。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，涉及一種GEO SAR凝視成像模式方位模糊度確定方法，可用于GEO SAR凝視成像模式方位模糊度。該方位模糊度的計算方法同樣可以推廣到低軌SAR\中軌SAR速度時變下凝視成像觀測方位模糊度的精確計算。

背景技術

GEO SAR具有重訪周期短，觀測范圍廣，可靈活實現對特定區域凝視觀測的特點，已經成為研究熱點。GEO SAR凝視觀測成像模式，可以通過小角度的天線相位掃描或者通過衛星姿態機動來實現，具有廣泛的應用前景，克服了常規低軌SAR對目標短時間觀測(一般為秒級)的不足，可實現小時級對特定區域凝視觀測，通過一定的軌道設計甚至可實現對特定區域凝視觀測24小時不間斷持續觀測。

精確的方位模糊度對系統設計及性能指標的評估具有重要意義。方位模糊度不僅影響系統參數設計例如脈沖重頻的選擇，而且影響成像的質量，過低的方位模糊度將使得圖像在方位向出現“鬼影”。通過精確的方位模糊度計算可以對系統指標進一步進行優化設計，從而提升系統的綜合性能指標。

影響方位模糊度計算的因素主要包括天線方向圖，方位向帶寬，脈沖重復頻率，回波多普勒頻率等因素。在地球同步軌道SAR中，其方位向多普勒帶寬，回波多普勒頻率時變。另外，在凝視成像模式下，天線的方向圖指向固定區域(如下圖3所示)，對于區域內的目標點來說，在雷達照射的時間內其受到的天線方向圖照射增益點是固定的，并不隨著雷達的運動而發生變化。上述的這些特性必然導致了GEO SAR凝視成像模式下的方位模糊度計算與低軌常規的成像模式方位模糊度計算有所不同。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出了一種GEO SAR凝視成像模式方位模糊度確定方法，考慮了地球自轉，速度時變以及凝視成像特殊工作模式對方位模糊度影響，可實現對GEO SAR凝視成像模式下的不同軌道位置，不同場景目標點的方位模糊度進行精確的計算。

本發明的技術方案是：一種GEO SAR凝視成像模式方位模糊度確定方法，步驟如下：

1)確定凝視觀測時衛星的軌道時刻及目標點場景位置；

2)結合地球同步軌道SAR特性，計算獲得不同軌道時刻及不同場景目標對應的方位向多普勒頻率；

3)根據天線方位向方向圖，計算凝視觀測不同場景位置處目標點天線的照射增益；

4)根據凝視模式方位模糊度公式計算得到凝視模式的方位模糊度。

所述衛星的軌道時刻利用由衛星的軌道星歷參數給出，所述目標點的場景位置由地面的經緯度進行確定。

所述計算獲得不同軌道時刻及不同場景目標對應的方位向多普勒頻率其中λ為信號波長，R_s、R_t分別為衛星、目標點的位置矢量；衛星和目標點之間的位移矢量，即衛星到目標點之間的距離R＝|R_s-R_t|；f_di為場景目標點的方位多普勒頻率。

所述其中a為地心軌道半長軸，e為地球子午橢圓第一偏心率，f為真近心角，w為近地點幅角，i為軌道傾角,Ω為升交點赤經。