[發(fā)明專利]合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星飛行方向速度測量精度指標(biāo)計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810361118.5
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN108415016B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬波;俞雷;李春升;張永軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90;G01S13/60
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

本發(fā)明公開了一種合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星飛行方向速度測量精度指標(biāo)計(jì)算方法，涉及合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)與應(yīng)用技術(shù)，屬于衛(wèi)星系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域。合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的飛行速度測量精度是保證成像處理能夠自動(dòng)穩(wěn)定地處理出滿足分辨率設(shè)計(jì)要求的高質(zhì)量圖像的重要條件，設(shè)計(jì)合理的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星飛行方向速度測量精度指標(biāo)，可為合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星軌道速度測量精度指標(biāo)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。通過不同速度測量精度條件下的SAR成像效果，測量受飛行方向速度誤差影響較大的圖像方位向分辨率指標(biāo)來評(píng)價(jià)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星測速精度對(duì)圖像分辨率影響，能夠較好地設(shè)計(jì)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星測速精度指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及星載合成孔徑雷達(dá)成像處理技術(shù)。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種有源遙感設(shè)備，其覆蓋范圍廣，能夠全天時(shí)、全天候工作，且可獲得高分辨率大面積的圖像。為了獲得更好的圖像質(zhì)量指標(biāo)，必須在數(shù)據(jù)獲取和成像處理的各個(gè)環(huán)節(jié)確保其優(yōu)越指標(biāo)性能的實(shí)現(xiàn)。

目前，在軌的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，簡稱衛(wèi)星，無論采用條帶成像模式、掃描成像，還是采用聚束模式，在衛(wèi)星上只獲取地面反射的原始回波信號(hào)，然后，將該回波信號(hào)下傳到地面進(jìn)行成像處理。要確保獲得高質(zhì)量的圖像，必須保證合成孔徑雷達(dá)獲取的回波信號(hào)、成像處理算法以及成像處理所采用的軌道、高程和姿態(tài)等數(shù)據(jù)是滿足要求的。

成像處理是將合成孔徑雷達(dá)接收到的不可視回波信號(hào)轉(zhuǎn)變成可視圖像數(shù)據(jù)，在此過程中，除了要輸入合成孔徑雷達(dá)照射該區(qū)域時(shí)接收的回波信號(hào)外，還要輸入該區(qū)域的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和相應(yīng)成像區(qū)域的高程數(shù)據(jù)等。其中衛(wèi)星的飛行速度測量精度是保證成像處理能夠自動(dòng)穩(wěn)定地處理出滿足分辨率設(shè)計(jì)要求的高質(zhì)量圖像的重要條件，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)衛(wèi)星飛行方向測速精度，可為系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)提出相應(yīng)衛(wèi)星軌道速度測量精度指標(biāo)要求提供依據(jù)。

目前針對(duì)衛(wèi)星軌道速度測量精度指標(biāo)是根據(jù)成像處理中的多普勒參數(shù)計(jì)算公式進(jìn)行指標(biāo)分解獲得，受多種因素影響該指標(biāo)計(jì)算的準(zhǔn)確性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的是合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的飛行方向速度測量精度指標(biāo)計(jì)算的準(zhǔn)確性不高的問題，衛(wèi)星速度測量精度指標(biāo)是保證成像處理能夠自動(dòng)穩(wěn)定地處理出滿足分辨率設(shè)計(jì)要求的高質(zhì)量圖像的重要條件；為解決上述問題，本發(fā)明提供一種合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星飛行方向速度測量精度指標(biāo)計(jì)算方法。

本發(fā)明所提供的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星飛行方向速度測量精度指標(biāo)計(jì)算方法，包括：

步驟一：獲取合成孔徑雷達(dá)回波仿真數(shù)據(jù)；

步驟二：以衛(wèi)星初始飛行速度V₀對(duì)合成孔徑雷達(dá)回波仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理，得到第一仿真點(diǎn)目標(biāo)圖像；

步驟三：測量第一仿真點(diǎn)目標(biāo)圖像的方位向分辨率ρ₀；

步驟四：改變飛行速度V＝V₀±nΔV。

改變衛(wèi)星的飛行速度V，V＝V₀±nΔV，其中θ為雷達(dá)成像視角，ΔV為飛行速度改變量，n為從1開始的正整數(shù)，λ為雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波長，h為衛(wèi)星飛行高度，M為調(diào)節(jié)系數(shù)，一般取值范圍為M＝10～100；

步驟五：進(jìn)行成像處理；

以衛(wèi)星飛行速度為V₀-nΔV和V₀+nΔV分別對(duì)同樣的合成孔徑雷達(dá)回波仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理，得到第二仿真點(diǎn)目標(biāo)圖像和第三仿真點(diǎn)目標(biāo)圖像；

步驟六：計(jì)算和

分別測量步驟五中兩種飛行速度時(shí)得到的各自成像處理輸出的第二仿真點(diǎn)目標(biāo)圖像和第三仿真點(diǎn)目標(biāo)圖像的方位向分辨率和

步驟七：計(jì)算擴(kuò)展系數(shù)κ_-和κ₊；

計(jì)算擴(kuò)展系數(shù)