[發明專利]一種基于SAR衛星的系統及應用模式

在審

• 申請號: 201810621200.7
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108802730A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 葉興彬;陸晴;于迎軍;莊磊;盧丹
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/02
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于SAR衛星的系統，系統基本配置單元為“2+2”顆衛星，要求每顆衛星具備左右側視成像能力，組對使用的2顆SAR衛星中，一顆具備寬幅掃描成像用于粗略觀測、另一顆具備高分辨率精細成像模式用于詳細成像，兩星之間配備星間通信鏈路；衛星均采用1天回歸地面軌跡重復低傾角軌道，四顆衛星的星下點地面軌跡一致，采用一種類似扎籬笆“>”的組合觀測模式，通過合理配置升交點赤經和相位角，四顆衛星在較短時間內可對地面形成“◇”型區域進行觀測。本發明利用SAR載荷多樣的工作模式，結合合理的軌道設計，以較少的衛星數量、較低的構建成本，可以實現對關心區域范圍的一種類似“扎籬笆”的動態、防御觀測。

技術領域

本發明涉及一種宇航飛行器，具體地，涉及一種基于SAR衛星的系統及應用模式。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar-SAR，以下簡稱SAR)衛星，是一種主動向目標發射電磁波，利用接收來自目標發射回來的信號進行成像或探測的遙感衛星系統。作為一種有源探測系統，SAR衛星可不受光照和氣候條件等限制，具備全天時、全天候成像能力，在國土監測、防災減災、環境保護、地理信息測繪等領域具有廣泛的應用價值。

在SAR衛星的使用當中，高分辨率、寬測繪帶寬是對地觀測的主要追求目標。SAR圖像的高分辨率一直是用戶關心的首要問題，在這個問題上幾乎有著永無止盡的需求；除了高分辨率，寬測繪帶寬也是非常重要的。但是，星載SAR方位分辨率和距離測繪帶寬是相互制約的兩個技術指標，方位分辨率決定著PRF，PRF又決定著可用的回波連續錄取的時間長度，這一時間長度決定著成像的幅寬。按著這種制約關系，分辨率越高時成像幅寬將越窄，一顆衛星很難同時兼顧。這就導致在SAR衛星實際應用中，常常需要構建SAR衛星星座系統來面對各種復雜的應用場合。此時，星座系統的衛星數量、構建方式、應用模式、觀測效率、構建成本是需要重點考慮的問題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種基于SAR衛星的系統及應用模式，利用SAR載荷多樣的工作模式，結合合理的軌道設計，以較少的衛星數量、較低的構建成本，可以實現對關心區域范圍的一種類似“扎籬笆”的動態、防御觀測。

為實現上述目的，本發明具體通過以下技術方案實現：

一種基于SAR衛星的系統，該系統基本配置單元為“2+2”顆衛星，要求每顆衛星具備左右側視成像能力，組對使用的2顆SAR衛星中，一顆具備寬幅掃描成像用于粗略觀測、另一顆具備高分辨率精細成像模式用于詳細成像，兩星之間配備星間通信鏈路(系統共配置2條星間鏈路)。軌道方面，采用1天回歸地面軌跡重復低傾角軌道，四顆衛星的星下點地面軌跡一致，采用一種類似扎籬笆“>”的組合觀測模式，通過合理配置升交點赤經和相位角，四顆衛星在較短時間內可對地面形成“◇”型區域進行觀測。

本發明還提供一種基于上述SAR衛星系統的應用模式，為了獲得“◇”型區域內的動態變化，摒棄常規模式下對區域進行全覆蓋的觀測方式，選擇一種類似扎籬笆“>”的觀測帶(包括南北向觀測帶[5]、東西向觀測帶[6])作為衛星的固定觀測范圍，大大縮小觀測范圍，提升觀測效率。以南北向觀測帶為例，首先利用具備寬幅掃描成像模式衛星對整個觀測帶進行粗略觀測，發現感興趣目標(含移動目標)后，通過星間鏈路將目標信息傳遞給與之組對的衛星，當該衛星可視南北觀測帶時，工作在高分辨率精細成像模式，對目標進行詳細成像。具體地，其應用模式包括以下步驟：

步驟一、時刻T0，衛星A運行至軌道，衛星左側視姿態，SAR載荷采用寬幅掃描成像模式工作，對地面“籬笆>”中的南北觀測帶粗略觀測，觀測帶寬度W即為掃描成像帶寬；觀測過程中，發現了感興趣目標，立即通過星間鏈路將目標信息傳遞給與之配對的衛星B；

步驟二、時刻T0+Δt0，衛星B運行至軌道，衛星右側視姿態，在接近目標時，SAR載荷采用高分辨率精細成像模式工作，對目標實施詳細成像；