[發明專利]干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計方法及系統

在審

• 申請號: 201910017088.0
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109782278A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 劉艷陽;趙迪;路瑞峰;侯雨生;于廣洋;席沛麗;陳筠力;彭仁軍
• 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

1.一種干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計方法，其特征在于，包括：

信息輸入步驟：輸入雷達系統參數及先驗海況信息；

信息提取步驟：根據先驗海況信息提取對應的海面后向散射系數；

雷達波束中心指向角設置步驟：設置雷達波束中心指向角；

噪聲后向散射系數計算步驟：根據海面后向散射系數以及雷達波束中心指向角，計算觀測場景內的噪聲后向散射系數；

信噪比計算步驟：根據得到的噪聲后向散射系數，計算主輔SAR圖像在觀測場景內的信噪比；

相干系數計算步驟：根據得到的信噪比，計算主輔SAR圖像在觀測場景內的相干系數；

最差相對高程精度計算步驟：根據得到的相干系數，計算高度計在觀測場景內的最差相對高程精度；

迭代步驟：更換雷達波束中心指向角，重復噪聲后向散射系數計算步驟至最差相對高程精度計算步驟，以觀測場景的最差相對高程精度最優為目標，迭代求取雷達高度計波束中心指向最優解。

2.根據權利要求1所述的干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計方法，其特征在于，噪聲后向散射系數計算步驟包括噪聲后向散射系數NEσ₀的計算式：

其中，σ₀為海面后向散射系數，θ為下視角，θ_c為波束中心下視角，k為波爾茲曼常數，取1.38×10-23J/K；T為星載SAR接收系統噪聲溫度；F_n為整個接收通道的噪聲系數；L為損耗；B為線性調頻信號帶寬；v_s為衛星速度；r為SAR天線相位中心至地物的斜距；θ_i為入射角；λ指載波波長；P_t表示峰值發射功率；τ_p表示發射信號脈沖寬度；G_t和G_r分別指天線發射增益和接收增益；f_p為脈沖重復頻率；c為光速。

3.根據權利要求2所述的干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計方法，其特征在于，信噪比計算步驟包括信噪比SNR(θ)的計算式：

SNR(θ)＝σ₀(θ)-NEσ₀(θ；θ_c)。

4.根據權利要求3所述的干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計方法，其特征在于，相干系數計算步驟包括相干系數γ(θ；θ_c)的計算式：

5.根據權利要求4所述的干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計方法，其特征在于，最差相對高程精度計算步驟包括最差相對高程精度σ_h,max的計算式：

其中，N為多視視數，Φ為下視角范圍集合，H_amb(θ)為模糊高度，

λ為雷達波長，B_e為垂直有效基線。

6.一種干涉合成孔徑雷達高度計波束中心指向設計系統，其特征在于，包括：

信息輸入模塊：輸入雷達系統參數及先驗海況信息；

信息提取模塊：根據先驗海況信息提取對應的海面后向散射系數；

雷達波束中心指向角設置模塊：設置雷達波束中心指向角；

噪聲后向散射系數計算模塊：根據海面后向散射系數以及雷達波束中心指向角，計算觀測場景內的噪聲后向散射系數；

信噪比計算模塊：根據得到的噪聲后向散射系數，計算主輔SAR圖像在觀測場景內的信噪比；

相干系數計算模塊：根據得到的信噪比，計算主輔SAR圖像在觀測場景內的相干系數；

最差相對高程精度計算模塊：根據得到的相干系數，計算高度計在觀測場景內的最差相對高程精度；

迭代模塊：更換雷達波束中心指向角，重復噪聲后向散射系數計算至最差相對高程精度計算，以觀測場景的最差相對高程精度最優為目標，迭代求取雷達高度計波束中心指向最優解。