[發(fā)明專利]分布式雙星成像高度計(jì)抗回波干擾差頻設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110989849.6
• 申請(qǐng)日: 2021-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113671504A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉波;孔維亞;眭曉虹;劉露;袁仕耿;李洋;王沫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空間技術(shù)研究院;航天東方紅衛(wèi)星有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90;G01S7/36
• 代理公司: 北京謹(jǐn)誠(chéng)君睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 延慧;武麗榮

本發(fā)明涉及一種分布式雙星成像高度計(jì)抗回波干擾差頻設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：a、在兩衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)之間引入差頻；b、根據(jù)引入的差頻設(shè)計(jì)發(fā)射信號(hào)帶寬；c、兩衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射脈沖并接收來(lái)自海面或平緩地形的回波；d、兩衛(wèi)星依據(jù)各自發(fā)射信號(hào)的載頻獨(dú)立對(duì)回波進(jìn)行信號(hào)解調(diào)；e、兩衛(wèi)星各自對(duì)解調(diào)后的基帶信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；f、兩衛(wèi)星各自對(duì)帶通濾波后的信號(hào)各自進(jìn)行SAR成像處理，獲得單視復(fù)圖像；g、對(duì)單視復(fù)圖像進(jìn)行干涉數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明可以保證兩衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的頻譜不重疊，在提升回波信號(hào)抗干擾能力的同時(shí)，測(cè)繪帶寬相比時(shí)分復(fù)用抗干擾方法可提升至少一倍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分布式雙星成像高度計(jì)抗回波干擾差頻設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

分布式雙星成像高度計(jì)基于差頻干涉技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)海面或平緩地形的厘米級(jí)高精度測(cè)量。兩顆衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射并接收回波信號(hào)，發(fā)射信號(hào)之間基于基線去相干補(bǔ)償原理引入一定的中心載頻差異，即差頻。成像高度計(jì)基于三角幾何測(cè)量方法，對(duì)兩部雷達(dá)天線各自獲取的單視復(fù)圖像進(jìn)行共軛得到干涉相位，再基于基線長(zhǎng)度、基線傾角等系統(tǒng)參數(shù)，從干涉相位中提取海面或緩變地形的高度信息。成像高度計(jì)搭載于分布式雙星平臺(tái)上，兩衛(wèi)星上發(fā)射/接收天線相位中心之間形成柔性干涉基線，因此基線長(zhǎng)度不受單星平臺(tái)尺寸和重量的限制。成像高度計(jì)的基線越長(zhǎng)則測(cè)高靈敏度越高，提升測(cè)高精度的潛力就越大，但是過(guò)長(zhǎng)的基線將引入一系列問(wèn)題。首先，基線過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致兩幅復(fù)圖像之間的相干性嚴(yán)重下降，從而制約了成像高度計(jì)通過(guò)增加基線長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)一步提升測(cè)高精度的潛力。其次，分布式雙星成像高度計(jì)主要用于海面高度測(cè)量，兩衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射并接收回波信號(hào)。但是由于衛(wèi)星之間距離較近，并且差頻模式下發(fā)射信號(hào)之間存在載頻差異，因此衛(wèi)星接收的回波信號(hào)之間將產(chǎn)生相互干擾，又會(huì)導(dǎo)致相干性下降并影響最終的測(cè)高精度。最后，為了避免或盡可能降低回波間相互干擾，則需要讓兩衛(wèi)星交替發(fā)射脈沖和交替接收回波信號(hào)，即工作在時(shí)分復(fù)用模式，以保證兩衛(wèi)星接收時(shí)間窗不產(chǎn)生重疊。但這勢(shì)必會(huì)增加成像高度計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和算法處理復(fù)雜度，并且會(huì)使測(cè)繪帶寬將下降至少一倍，這對(duì)于保證衛(wèi)星高度計(jì)海面測(cè)高全覆蓋和快速重訪等十分不利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種分布式雙星成像高度計(jì)抗回波干擾差頻設(shè)計(jì)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種分布式雙星成像高度計(jì)抗回波干擾差頻設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

a、在兩衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)之間引入差頻；

b、根據(jù)引入的差頻設(shè)計(jì)發(fā)射信號(hào)帶寬；

c、兩衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射脈沖并接收來(lái)自海面或平緩地形的回波；

d、兩衛(wèi)星依據(jù)各自發(fā)射信號(hào)的載頻獨(dú)立對(duì)回波進(jìn)行信號(hào)解調(diào)；

e、兩衛(wèi)星各自對(duì)解調(diào)后的基帶信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；

f、兩衛(wèi)星各自對(duì)帶通濾波后的信號(hào)各自進(jìn)行SAR成像處理，獲得單視復(fù)圖像；

g、對(duì)單視復(fù)圖像進(jìn)行干涉數(shù)據(jù)處理。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述步驟(a)中，基于分布式雙星成像高度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)干涉基線去相干原理引入所述差頻。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述分布式雙星成像高度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)包括基線長(zhǎng)度B、雷達(dá)下視角θ、中心載頻f₀和飛行高度；

根據(jù)所述分布式雙星成像高度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)另一顆衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的中心頻率f₀+Δf，在中心頻率之間引入所述差頻Δf。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在所述步驟(b)中，兩衛(wèi)星的所述發(fā)射信號(hào)帶寬W_b相同且小于所述差頻Δf；

若信號(hào)采樣率大于所述發(fā)射信號(hào)帶寬W_b，則所述信號(hào)采樣率小于所述差頻Δf。