[發(fā)明專利]GNSS-R雙基SAR成像機載運動誤差補償模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811308364.0
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109270507B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 朱云龍;郝令政;吳世玉
• 申請（專利權）人: 金華航大北斗應用技術有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/90;G01S19/14
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發(fā)明的技術方案提出了GNSS?R雙基SAR成像系統(tǒng)機載接收機運動誤差補償模型，包括對成像區(qū)域進行分塊劃分，屬于導航領域。并提取其位置信息。當不同PRN衛(wèi)星信號目標經(jīng)過目標點，對機載接收機接收到的GNSS信號進行實時處理。提取該衛(wèi)星的編號結合采集時刻的衛(wèi)星星空圖，計算該衛(wèi)星的方位角和高度角，并將直反射信號進行相關處理。比較實際機載接收機運行時產(chǎn)生的位移偏差，利用本模型完成相位誤差的補償。通過直接利用實際回撥信號時延值，在接收機運行視線方向進行一次相位補償，與直射信號相關處理得到距離向壓縮結果，在航向方向進行二次相位補償，進行方位向傅里葉變換，解耦后取模值，得到目標區(qū)域分辨率較高的成像結果。

技術領域

本發(fā)明屬于導航領域，特別涉及GNSS-R雙基SAR成像機載運動誤差補償模型。

背景技術

該模型處理的信號為GNSS衛(wèi)星信號，其具有以下優(yōu)勢：1.系統(tǒng)自身不發(fā)射電磁波信號，而是利用非合作的GNSS衛(wèi)星作為輻射源，不易被敵方感知，具有很強的生存能力和隱蔽性；2.工作性能優(yōu)異，可以全天候、晝夜連續(xù)工作。3.由于該技術使用的是GNSS信號，地面基站可以直接使用成熟的GNSS接收機或數(shù)據(jù)采集器，降低了系統(tǒng)的整體部署難度和成本。

GNSS-R?SAR成像是以導航衛(wèi)星信號為信號源利用雙基SAR體制對目標區(qū)域進行成像的一種無源雙站SAR成像系統(tǒng)。SAR成像主要是利用發(fā)射機和接收機相對于探測區(qū)域的運動而引起的多普勒頻移來進行成像的，但收發(fā)系統(tǒng)相互運動中產(chǎn)生的誤差會影響距離向和方位向分辨率。機載運動誤差是指主要由飛機的速度和加速度引起的接收機自身航跡偏離理想航跡，從而改變了接收機對于目標點的距離，導致回波信號相位發(fā)生崎變，不僅會影響目標點的成像位置，而且會影響多普勒頻率和多普勒調(diào)頻率，造成主瓣展寬和旁瓣幅值升高，圖像輪廓模糊，分辨率降低。

目前，在誤差補償領域的研究中，大多都是基于傳統(tǒng)雷達信號，但是針對GNSS-R信號的研究很少，本模型提出GNSS-R雙基SAR成像運動誤差分析補償模型，通過對GNSS-R信號處理，達到對運動誤差的補償。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點和不足，本發(fā)明提供了用于提高誤差補償?shù)腉NSS-R雙基SAR成像機載運動誤差補償模型。

為了達到上述技術目的，本發(fā)明提供了GNSS-R雙基SAR成像系統(tǒng)機載接收機運動誤差補償模型，所述運動誤差補償模型包括：

對成像區(qū)域進行分塊劃分，并提取其位置信息；

當不同PRN衛(wèi)星信號目標經(jīng)過目標點，對機載接收機接收到的GNSS信號進行實時處理。提取該衛(wèi)星的編號結合采集時刻的衛(wèi)星星空圖，計算該衛(wèi)星的方位角和高度角，并將直反射信號進行處理；

比較實際機載接收機運行時產(chǎn)生的位移偏差，完成相位誤差的補償。

可選的，所述運動誤差補償模型包括：

對GNSS直反射信號數(shù)據(jù)進行捕獲和跟蹤處理，對跟蹤的衛(wèi)星進行幅值計算

其中，Mag_GNSS為衛(wèi)星信號幅值，I_P為跟蹤環(huán)的同相信號，Q_P為跟蹤環(huán)的正交信號，I_P和Q_P均從跟蹤環(huán)路中實時獲?。?/p>

設R₀(t)是理想情況航線下的接收機到目標距離與衛(wèi)星到目標的距離之和；其中R_R0是t＝0時刻接收機到目標點的最短距離；

飛機的運動誤差△R(t)為

△R(t)＝R(t)-R₀(t)??公式二，

其中θ為接收機相對于目標的夾角，且有