[發(fā)明專利]一種雙多基前視成像時(shí)頻空同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910782159.6
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110488229B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武春風(fēng);白明順;劉洋;陳黎;王曉丹;蒲季春;吳婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 航天科工微電子系統(tǒng)研究院有限公司
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282;G01S7/288;G01S13/90
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉世權(quán)

本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)成像技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種雙多基前視成像時(shí)頻空同步方法。該方法通過GPS信號獲取時(shí)鐘源，基于PPS秒脈沖使發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)時(shí)頻同步；在時(shí)頻同步情況下獲取發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)的初始位置信息；在將初始位置信息和慣性測量的結(jié)構(gòu)進(jìn)行濾波獲取精確的位置信息；通過過測量接收/發(fā)送平臺(tái)的姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)信息，采用離散脈沖追趕方法，計(jì)算接收波束的指向角度計(jì)算出接收波束指向。上述方案完成了發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間時(shí)間、空間、頻率上的同步，為獲得高分辨率的雙基前視SAR圖像奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙多基前視成像時(shí)頻空同步方法。

背景技術(shù)

雙基前視合成孔徑雷達(dá)(SAR)作為一種特殊的雙基地合成孔徑雷達(dá)模式，前視雙基SAR系統(tǒng)能夠?qū)︼w行正前方的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)高分辨率成像，消除了斜視模式下成像的固有盲區(qū)，由于目標(biāo)位于接收機(jī)飛行的正前方，前視雙基SAR在分辨率特性和成像原理上都有其特殊性。具有配套靈活多變、抗干擾、隱身性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為各軍事強(qiáng)國的研究熱點(diǎn)。

雙基SAR系統(tǒng)由于收發(fā)平臺(tái)分置，實(shí)現(xiàn)一發(fā)雙收或者一發(fā)多收，可應(yīng)用于機(jī)載、星載、彈載等平臺(tái)中。“時(shí)頻空”同步系統(tǒng)提供成像的必要條件，空間同步主要影響目標(biāo)回波有無和圖像信噪比，對定位結(jié)果影響表現(xiàn)為構(gòu)型的準(zhǔn)確性，時(shí)間同步解決收發(fā)平臺(tái)的時(shí)序?qū)?zhǔn)問題，直接決定測距精度。同時(shí)，時(shí)間同步還影響信號方位向的調(diào)頻特性，時(shí)間同步較差時(shí)導(dǎo)致方位向聚焦效果變差。頻率同步主要保證兩平臺(tái)獨(dú)立的頻率源相參，以避免信號不能相參積累導(dǎo)致無法成像和定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對上述存在的問題，提供了一種雙多基前視成像時(shí)頻空同步方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種雙多基前視成像時(shí)頻空同步方法，包括以下過程：

步驟S1，雙多基平臺(tái)的發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)獲取來自GPS信號的時(shí)鐘源，并通過時(shí)間頻率同步模塊實(shí)現(xiàn)發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)的時(shí)頻同步；

步驟S2，在時(shí)頻同步的前提下，雙多基平臺(tái)通過GPS接收機(jī)，初步獲取發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)的位置信息；

步驟S3，通過慣性元件測量雙多基平臺(tái)相對于慣性坐標(biāo)系的加速度，在獲知初始位置和速度后，對加速度進(jìn)行二次積分計(jì)算當(dāng)前速度信息和位置信息；

步驟S4，步驟S2中GPS測得的發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)位置信息與步驟S3中慣性測量的信息一起進(jìn)行濾波，獲得修正后的發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)空間坐標(biāo)；

步驟S5，雙多基平臺(tái)通過測量發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)的姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)信息，采用離散脈沖追趕方法，計(jì)算接收波束的指向角度。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中，時(shí)鐘源的獲取方法為：發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)的GPS授時(shí)接收機(jī)接收到GPS衛(wèi)星信號，輸出PPS秒脈沖和10Mhz信號；時(shí)間頻率同步模塊用PPS秒脈沖馴服恒溫晶振，通過10倍倍頻器輸出100Mhz時(shí)鐘信號做為時(shí)鐘源。

進(jìn)一步的，雙多基平臺(tái)的射頻前端模塊通過鎖相環(huán)，去鎖定時(shí)間頻率同步模塊輸出100Mhz信號，再通過倍頻器輸出前端工作需要的各種頻率的時(shí)鐘信號。

進(jìn)一步的，所述步驟S4中，通過卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波。

進(jìn)一步的，所述雙多基前視成像時(shí)頻空同步方法還包括：根據(jù)接收到的回波波束，對目標(biāo)進(jìn)行成像定位，將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)給發(fā)射平臺(tái)，根據(jù)接收到的回波數(shù)據(jù)對發(fā)射平臺(tái)的波束指向進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的有益效果為：采用本發(fā)明的技術(shù)方案通過GPS信號獲取時(shí)鐘源，基于PPS秒脈沖使發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)時(shí)頻同步，并獲取時(shí)頻同步下發(fā)射平臺(tái)和接收平臺(tái)的初始位置信息；在將初始位置信息和慣性測量的結(jié)構(gòu)進(jìn)行濾波獲取精確的位置信息，計(jì)算出接收波束指向，完成發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間時(shí)間、空間、頻率上的同步，為獲得高分辨率的雙基前視SAR圖像奠定基礎(chǔ)。

附圖說明