[發明專利]雙基SAR相位同步精度提升方法、裝置、電子設備及介質

有效

• 申請號: 202010804429.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111896959B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 林昊宇;梁達;張衡;方庭柱;劉大成;陳亞鋒;王宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本公開提供一種相位同步精度提升方法，用于提升雙基合成孔徑雷達的同步精度，包括：分別對雙基合成孔徑雷達中主星與輔星的下傳同步信號進行相干累加；分別對主星與輔星相干累加后的下傳同步信號進行脈沖壓縮，提取主星對應的第一峰值相位及輔星對應的第二峰值相位；根據第一峰值相位及第二峰值相位計算補償相位，對補償相位進行插值處理；利用插值處理后的補償相位對輔星的信號進行逐點補償。該方法可通過相干累加增強接收信號的信噪比，進一步提取相干累加后的同步信號的峰值相位并計算補償相位，實現輔星的數據逐點補償，以提高相位補償精度，從而提升了星載雙基SAR相位同步精度。本公開還提供一種相位同步精度提升裝置、電子設備及介質。

技術領域

本公開涉及雷達技術領域，特別是涉及一種雙基SAR相位同步精度提升方法、裝置、電子設備及介質。

背景技術

雙基合成孔徑雷達(Bistatic Synthetic Aperture Radar，BiSAR)是一種接收機和發射機處于空間中相隔一定距離的不同工作平臺的SAR成像體制。由于收發平臺分置，BiSAR系統具備許多傳統單基SAR不具備的優勢：第一，收發系統分離，可以用較低的硬件費用實現“一發多收”的配置。第二，發射機和接收機搭載的平臺多樣，構成不同的雙基成像系統，比如以在軌的星載SAR作為發射源，以機載平臺構成接收系統形成星-機BiSAR系統，或將接收機置于固定位置構成星-地一站固定式BiSAR系統。此外，雙星編隊也可組成BiSAR系統，比如目前在軌的TanDEM-X系統，以雙星編隊獲取全球高精度的數字高程信息。由于雙基系統的基線配置靈活，避免了單基SAR系統在進行干涉處理時的時間去相干和大氣效應問題，能夠得到比單基SAR系統更好的地形高程測量結果。

然而，與單基SAR相比，雙基SAR系統面臨許多新的挑戰。由于接收機與發射機的分離，因此需要波束同步、時間同步和相位同步三大同步技術的支持。波束同步意味著接收機和發射機的天線必須同時指向相同的地面區域。時間同步意味著發射脈沖和不同接收機回波采集窗口的同步性。使用現今商用的全球定位系統(GPS)單元進行測量，可以在每秒兩次脈沖(PPSs)之間實現15納秒的標準偏差。但是這樣的同步精度對于很多應用來說并不理想，這是因為雙基SAR數據是由兩個不同的振蕩器采集的，雙星之間的任何偏差都會造成記錄的SAR原始回波數據的殘余調制。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對于上述技術問題，本公開提出一種雙基SAR相位同步精度提升方法及裝置，用于至少部分解決上述技術問題。

(二)技術方案

根據本公開第一方面，提供一種相位同步精度提升方法，用于提升雙基合成孔徑雷達的同步精度，包括：分別對雙基合成孔徑雷達中主星與輔星的下傳同步信號進行相干累加；分別對主星與輔星相干累加后的下傳同步信號進行脈沖壓縮，提取主星對應的第一峰值相位及輔星對應的第二峰值相位；根據第一峰值相位及第二峰值相位計算補償相位，對補償相位進行插值處理；利用插值處理后的補償相位對輔星的信號進行逐點補償。

可選地，在分別對所述雙基合成孔徑雷達中主星與輔星的下傳同步信號進行相干累加之前，還包括：計算相干累加的最優累加脈沖數。

可選地，計算相干累加的最優累加脈沖數，包括：根據不等式計算所述脈沖累加數；

其中，t為相干累加時間，M為相干累加脈沖數，PRT為脈沖重復周期，Δf₁為主星頻率偏差，Δf₂為輔星頻率偏差；

為接收機噪聲引起的相位誤差，B_w表示信號帶寬，SNR表示相干累加后的信噪比，H_syn(f)＝1，方位向傳遞函數H_az(f)＝sin(πT_af)/(πT_af)，f表示頻率T_a表示方位壓縮平均時間。