CN101464511B - 一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法 - Google Patents

Abstract

一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，通过输入的参数计算出发射信号和星下点干扰带的前后沿回波时间，并根据所得结果进一步计算相应的雷达与干扰区域的斜距、干扰区域相对于雷达的视角；根据在此基础上确定脉冲重复频率集合，进而对雷达天线的工作波位进行判定并对判定结果进行校验。该发明仅需要一台接收机设备就可以完成任务，不需要利用传统的多台接收机布站方式进行，节省了人力物力。为识别敌方合成孔径雷达卫星的侦察意图，组织己方有效的合成孔径雷达卫星欺骗式干扰提供了必要的信息。

Description

一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及合成孔径雷达电子战技术。

背景技术

星载SAR属一种全天候全天时的微波侧视成像雷达，自20世纪50年代发明以来，至今已经非常成熟。目前以美国为首，欧空局、日本、俄罗斯和加拿大都相继发射了自己的SAR卫星。随SAR成像分辨率越来越高，在军事侦察、灾难监测等方面发挥着越来越重要的作用。针对星载SAR系统的电子战(EW)的研究国内外已经展开。其中电子战包含三个组成部分：电子战支援措施(ESM)，电子对抗(ECM)和电子反对抗(ECCM)。对星载SAR系统实施电子对抗时如果想达到效果，都需要事先侦查系统获得对方雷达的技术参数、位置，尤其是欺骗干扰所要求的情报更为广泛，更为精确，这就属于电子支援ESM的范畴。

如果要在方位向生成欺骗信号，则干扰机需要保留对方星载SAR的方位向信号特征，这样在对方雷达信号处理机进行方位压缩时不至于被滤除。方位向信号的特性是和雷达天线的方位向方向图、搭载平台相对观测场景的运动及波束指向等相关。对于通常采取正侧视工作方式的星载SAR来说，雷达天线的方位向指向是可知的，雷达天线俯仰向的指向也就是天线俯仰向主瓣照射区域的判定就成为保持脉冲之间的特性、形成方位相干干扰的关键，这就对地面侦查系统提出了更高的要求。

另外，判定对方星载SAR系统过境时对己方实施成像侦查的区域，也有助于获取对方侦查目的，掩护己方的战略要地。目前国内外对合成孔径雷达信号侦察处理研究的比较少，为了获得雷达天线俯仰向波束指向，而直接依靠定点布置接收机，且必须沿垂直于卫星地面运动轨迹的方向上布置多台接收机，设备花销巨大，而且卫星运动的轨道是多种多样的，必须根据不同的卫星轨道对接收机的位置进行调整。上述做法就存在很大的缺陷，因此有必要从另外一个途径获得雷达天线波束的指向。

在星载合成孔径雷达系统设计中，波位(也即雷达天线俯仰向的指向角度)的选取是异常繁复的，需要考虑的因素有很多，例如要避开星下点回波干扰，避开发射干扰，满足一定的测绘带宽度需求，满足距离向模糊度(RASR-Range Ambiguity to Signal Ratio)指标和方位向模糊度(AASR-Azimuth Ambiguity to Signal Ratio)指标等，其中影响较大的是星下点回波干扰和发射干扰，由于这些干扰的存在，在某一选定的脉冲重复频率(PRF)下，雷达对一些特定区域是不能够进行观测的，因而对于选定的区域只有在避开发射干扰和星下点回波干扰的PRF下才能被正常的。通过比较截获的脉冲重复频率(PRF)与这些PRF区域之间的距离来判定雷达具体工作在哪一个角度。

发明内容

一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，通过输入的参数确定干扰带的前后沿回波时间从而构建雷达标称波位的PRF集合，进而根据截获PRF与该集合的距离判定主瓣照射区域。该发明仅需要一台接收机设备就可以完成任务，不需要利用传统的多台接收机布站方式进行，节省了人力物力。为识别敌方合成孔径雷达卫星的侦察意图，组织己方有效的合成孔径雷达卫星欺骗式干扰提供了必要的信息。

一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，包括如下步骤：

步骤1：确定参数，包括：卫星轨道高度H、截获的脉冲宽度PW、近距视角θ_n、远距视角θ_f、保护时间τ_p，如果针对同一卫星进行侦察且截获的脉冲宽度保持不变，则转到步骤5；否则转到步骤2；

步骤2：计算发射信号干扰带的信号前后沿回波时间并存储；

发射信号干扰带前沿回波时间为：

T_es＝j/PRF-PW-τ_p

后沿回波时间为：

T_ee＝j/PRF+PW+τ_p

其中：

j＝j_min，j_min+1，…，j_max，j_min＝int(T_min·PRF_min)，j_max＝int(T_max·PRF_max)

T_min、T_max分别为测绘区域的最近斜距与最远斜距对应的回波时间，j为发射信号干扰带对应的序号，j_min、j_max分别为存在的该干扰带的最小序号和最大序号，PRE_min、PRF_max分别为可选的最小和最大脉冲重复频率；PRF为选定的脉冲重复频率；int(·)表示对括号内的数值取整；

步骤3：计算星下点干扰带的信号前后沿回波时间并存储；

星下点干扰带的前沿回波时间为：

T_ns＝2H/c+i/PRF-PW-τ_p

后沿回波时间为：

T_ne＝2H/c+i/PRF+PW+τ_p

其中，c代表光速，i＝i_min，i_min+1，…，i_max，i_min＝j_min-int[T_n+PW+2τ_p)·PRF_min]，i_max＝j_max-int(T_n·PRF_min)；T_n为星下点回波的起始时间；i为星下点干扰带对应的序号，i_min、i_max分别为存在的该干扰带的最小序号和最大序号；int(·)表示对括号内的数值取整；

步骤4：根据发射信号和星下点干扰带的前后沿回波时间计算相应的雷达与干扰区域的斜距、干扰区域相对于雷达的视角；

雷达与干扰区域的斜距R：R＝c·T/2

其中，T为发射信号干扰带的信号前后沿回波时间T_es和T_ee或星下点干扰带的信号前后沿回波时间T_ns和T_ne；

干扰区域所对应的视角θ： $\mathrm{\θ}=\frac{R^2+H^2+2H{R}_e}{2R(H+R_e)},$ R_e表示地球的平均半径；

以发射信号和星下点干扰带的前后沿对应的近距远距视角为纵坐标，以选定的脉冲重复频率为横坐标，绘制斑马图保存；

步骤5：根据输入波位[θ_n，θ_f]确定脉冲重复频率集合，从存储的斑马图中读取每个发射信号干扰带对应的近距视角θ_en ^k和远距视角θ_ef ^k，k∈[1，j_max-j_min+1]，每个星下点回波干扰带对应的近距视角θ_nn ^m和远距视角θ_nf ^m，m∈[1，i_max-i_min+1]；从可选的最小脉冲重复频率开始，当选定的脉冲重复频率对应的干扰视角里[θ_en ^k，θ_ef ^k]、[θ_nn ^k，θ_nf ^k]与[θ_n，θ_f]交集为空时，则认为该脉冲重复频率可选，存入该输入波位的可选脉冲重复频率集合里；否则对下一个脉冲重复频率进行上述操作，直至达到最大脉冲重复频率结束；并存储该可选脉冲重复频率集合；

步骤6：对雷达天线的工作波位进行判定；如果卫星的先验信息被提供，则转至步骤7，否则方法结束；

步骤7：对工作波位进行校验。

所述步骤6中，判断雷达天线的工作波位时，选取各个波位的脉冲重复频率集合的质心，截获的脉冲重复频率距选取的质心距离最小的脉冲重复频率集合所对应的波位为该雷达的工作波位。

所述步骤6中，选取各个波位对应的PRF集合的质心时，如果该波位所对应的PRF集合不唯一，则计算截获的PRF与各PRF集合的质心之间的距离，再进行截获的PRF与距选取的质心距离的比较。

所述步骤6中，被侦测的星载SAR系统设计如果要求的方位向模糊度最小，则在PRF集合中选取最高的PRF值作为质心；如果要求的距离向模糊度最小，则在PRF集合中选取最高的PRF值作为质心；如果兼顾方位向和距离向二者的性能，则在PRF集合中选取平均值作为质心。

所述步骤6中，判断雷达天线的工作波位时，如果截获的PRF距多个波位对应的PRF集合的距离相等，且如果该截获PRF被其中一个集合包含，则判决输出为该集合对应的波位，如果均不被其他PRF集合包含或被多个PRF集合包含，则随机选定一个PRF集合对应的波位输出。

所述步骤7的校验工作波位中，当先验信息被提供时，如果输出的质心所对应的工作波位与卫星实际的工作波位不符合，则质心位置不可靠，需要调整，转至步骤6；如果与先验信息相符合，则质心位置可靠，判定的工作波位有效，方法结束。

本发明一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法的优点在于：

1.本发明与多点布站式侦测系统向比，不需要增加额外的硬件设备支出，算法简单，可以方便的应用于侦测系统中，根据波位指向信息可以进行有效的电子干扰。

2.本发明将星载SAR系统与其地面场景模型及系统参数设计方面的专家知识融入识别中，这些先验信息将是对方雷达所不能伪装且不能规避的，属于人工智能识别技术范畴。

3.本发明加入调整质心操作，使得在对PRF进行波位分类更为灵活，适应不同的系统设计要求。

附图说明

图1为本发明一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法的流程图；

图2为本发明一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法的星载SAR-场景观测几何模型；

图3为本发明一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法中实施例得到的绘制的斑马图；

图4为本发明一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法的实施例的为加拿大卫星Radarsat1的fine模式的示意图；

图5为本发明一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法的实施例的加拿大卫星Radarsat1的fine模式的工作波位判断结果。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种星载合成孔径雷达(SAR)工作波位的判定方法，由于本方法需要利用对方星载合成孔径雷达工作的所有可能的波位表，一般应为对方星载合成孔径雷达的所有标称的波位已获悉。

如图1所示，包括如下步骤，本实施例中的处理过程都在与接收机相连的处理机或者PC机上进行，以Radarsat1卫星为例进行说明。

第I部分，确定输入参数，包括轨道信息、目标波位、信号参数和场景信息。

步骤一：确定输入参数。需要输入的参数为卫星轨道参数、脉冲宽度PW(Pulse Width)、近距视角θ_n、远距视角θ_f、测绘区域θ_s、保护时间τ_p。

a)卫星轨道参数：卫星轨道参数通常根据长期的轨道跟踪来获得，这里仅需要输入卫星的轨道高度H即可，精度可以不高，本实施例中H＝798km；

b)脉冲宽度PW：根据接收机截获的脉冲信号进行测量得到，本实施例中PW＝41.8μs；

d)近距视角θ_n：测绘区域的近距点相对于雷达的视角，本实施例中θ_n＝25°；

e)远距视角θ_f：测绘区域的远距点相对于雷达的视角，本实施例中θ_n＝55°；

f)保护时间τ_p：雷达在发射信号之后不能立刻接收，在此过程中的待机时间，本实施例中τ_p＝41.8μs。

如果针对同一卫星进行侦察且截获的脉冲宽度保持不变，则转到步骤五；否则转到步骤第II部分，构建雷达标称波位的PRF集合。

步骤二：计算发射信号干扰带的信号前后沿时间并存储。

由于发射信号干扰带的信号到达雷达接收机的时间恰好位于雷达工作在发射状态下，信号的脉冲宽度为PW，保护时间τ_p内也无法接收回波，故其回波前沿应该刚好落在每个发射脉冲的保护时间起始位置上。

PRF_min＝1600Hz、PRF_max＝1800Hz分别为本实施例中可选的最小和最大脉冲重复频率，为初始设置的PRF范围，通常根据目标雷达的系统状况而定。发射信号干扰带前沿回波时间为：

T_es＝j/PRF-PW-τ_p

而后沿回波恰好落在每个发射脉冲脉宽的之后保护时间结束位置上，发射信号干扰带后沿回波时间时间数学表达式为：

T_ee＝j/PRF+PW+τ_p

其中：

j＝j_min，j_min+1，…，j_max

j_min＝int(T_min·PRF_min)＝10

j_max＝int(T_max·PRF_max)＝20

T_min、T_max分别为测绘区域的最近斜距与最远斜距对应的回波时间，j为发射信号干扰带对应的序号，j_min、j_max分别为存在的该干扰带的最小序号和最大序号，则本实施例中j＝10，11，…，20。表1列出了PRF分别为1600Hz、1700Hz及1800Hz时发射信号干扰区前后沿时间列表，在该时间段里，雷达处于发射信号的状态，故到达时刻位于此段时间的回波不能够被雷达接收(雷达工作在发射——接收——发射状态)，因而所对应的区域也不能被正常观测，例如第一行数据0.0062082s～0.0062918s之间的回波将不能被雷达正常接收，在系统设计时需要避免观测区域回波位于该时间段里。

表1发射信号干扰区与近距视角和远距视角列表

步骤三：计算星下点干扰带的前后沿回波时间并存储

星下点到达卫星的时间为2H/c，在其脉宽PW内回来的信号都为干扰信号，星下点干扰带信号前沿的保护时间结束刚好落在星下点回波达到时刻，用数学表达式表示星下点干扰带的前沿回波时间为：

T_ns＝2H/c+i/PRF-PW-τ_p

星下点干扰带信号后沿其保护时间起始于星下点回波脉宽末，用式子表示星下点干扰带信号后沿回波时间为：

T_ne＝2H/c+i/PRF+PW+τ_p

其中，c＝3.0×10⁸m/s

i＝i_min，i_min+1，…，i_max

i_min＝j_min-int[(T_n+PW+2τ_p)·PRF_min]＝2

i_max＝j_max-int(T_n·PRF_min)＝11

T_n为星下点回波的起始时间，i_min、i_max分别为存在的该干扰带的最小序号和最大序号。表2列出了PRF分别为1600Hz、1700Hz及1800Hz时星下点回波干扰区前后沿时间列表，在该时间段里，星下点回波到达接收机，由于星下点附近的地面距离分辨率极低，同时其回波强度最强会淹没与它同时到达接收机的回波，也即表中前沿时间与后沿时间之间到达的回波例如第一行数据0.005924s～0.0059659s之间的回波将不能成像，因而在系统设计时需要避免。

表2星下点干扰区前后沿回波时间列表

步骤四：根据回波时间计算相应的雷达与干扰区域的斜距或者干扰区域相对于雷达的视角存储并绘制斑马图。

斜距R：R＝c·T/2根据前后沿回波时间分为近距和远距。

如第k个发射干扰区所对应的近距为： $R_{\mathrm{en}}^k=c\·T_{\mathrm{es}}^k/2$

其中，k∈[1，j_max-j_min+1]，远距为： $R_{\mathrm{ef}}^k=c\·T_{\mathrm{ee}}^k/2$

表3为表1、表2干扰区域所对应的近距、远距列表，例如1600Hz栏第一行近距888.62km-远距894.88km表示由前后沿时间转换成的干扰区域到卫星的距离。

表3发射干扰区、星下点干扰区与近距视角和远距视角列表

对应的视角分别为：

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{en}}^k=\frac{{\left(R_{\mathrm{en}}^k\right)}^2+H^2+{2\mathrm{HR}}_e}{{2R}_{\mathrm{en}}^k\left({H+R}_e\right)},$ ${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ef}}^k=\frac{{\left(R_{\mathrm{ef}}^k\right)}^2+H^2+{2\mathrm{HR}}_e}{{2R}_{\mathrm{ef}}^k\left({H+R}_e\right)}$

R_e表示地球的平均半径，一般为6371km。发射干扰区近距与远距对应的视角如表1的左半部分所示，由于数据量较多，节选了几个脉冲重复频率。

表1发射干扰区与星下点干扰区近距视角和远距视角列表

表1中的近距视角和远距视角分别代表了θ_en与θ_ef，可见对于同一个PRF，存在着很多的发射信号干扰区域，表中1600Hz左侧的第一行24.492°-25.242°表示了该发射信号干扰区域相对于卫星的视角，几何关系详见图2。所有这些区域的回波达到时恰好发生在雷达发射脉冲的时刻，因而雷达无法接收需要排除这些视角区域。

第m个星下点干扰区所对应的近距为： $R_{\mathrm{nn}}^k=c\·T_{\mathrm{ns}}^k/2$

其中，m∈[1，i_max-i_min+1]，远距为： $R_{\mathrm{nf}}^k=c\·T_{\mathrm{ne}}^k/2$

对应的视角分别为：

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{nn}}^m=\frac{{\left(R_{\mathrm{nn}}^m\right)}^2+H^2+{2\mathrm{HR}}_e}{{2R}_{\mathrm{nn}}^m\left({H+R}_e\right)},$ ${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{nf}}^m=\frac{{\left(R_{\mathrm{nf}}^m\right)}^2+H^2+{2\mathrm{HR}}_e}{{2R}_{\mathrm{nf}}^m\left({H+R}_e\right)}$

星下点干扰区域近距与远距对应的视角如表1的右半部分所示，对于同一个PRF，也同样存在着很多的星下点回波干扰区域，表中1600Hz右侧的第一行29.051°-30.196°，表示了该星下点回波干扰区相对于卫星的视角，几何关系详见图2。所有这些区域的回波达到时恰好发生在卫星星下点回波到达时刻，也就是说雷达在接收这些区域回波的同时星下点回波也进入雷达接收机，星下点回波强度远远强于其它回波，而星下点回波的分辨率非常差因此导致这些区域也是不可分辨的，在系统设计时表中所有的这些角度区域都应该予以排除。

当对所有PRF完成上述计算时，以发射信号和星下点干扰带的前后沿对应的近距远距视角为纵坐标，以选定的PRF为横坐标，将结果存储并会绘制成斑马图，如图3所示，发射信号干扰和星下点回波干扰相间填充了雷达的观测角度区域，限制了雷达的可观测区域。对于某一角度区域，雷达的PRF必须避开这些交错区域。

步骤五：根据输入波位[θ_n，θ_f]确定PRF集合，并进行存储。

由前面步骤计算得到的每个发射信号干扰区域对应着近距视角θ_en ^k和远距视角θ_ef ^k，每个星下点回波干扰对应着近距视角θ_nn ^m和远距视角θ_nf ^m，当某个PRF的干扰视角里不包含且与[θ_n，θ_f]不相交时，则认为该个重频可选，存入该波位的可选重频集合里。算法伪代码如下所示：

(1)for PRF＝从PRF_min到PRF_max

(2)for k＝从1到j_max-j_min+1

(3)for m＝1 to j_max-j_min+1

且

(5)存储该PRF。

(6)else

(7)摒弃该PRF。

(8)end if

(9)end for

(10)end for

(11)end for

如图4所示，为加拿大卫星Radarsat1的fine模式的示意图。该模式下共有五种波位，具体波位见表2：

表2 Radarsat1 Fine模式波位表

波位	视角近/远(°)	入射角近/远(°)
			F1	32.2/34.9	36.9/40.1
F2	34.2/36.7	39.3/42.3
			F3	36.1/38.2	41.6/44.2
F4	37.7/39.7	43.5/46.0
			F5	39.1/41.1	45.3/47.8

对表2中所述的各个波位进行判定。图4纵坐标为PRF，横坐标依次为波位1至5，图中深色区域表示各个波位所对应的重频集合。例如，波位1其重频集合为[1249，1335]，波位4的重频集合为[1224，1235]与[1295，1372]的并集。

第III部分，对雷达天线主瓣照射区域进行判定。

步骤六：选取各个波位的PRF集合的质心，在初始时可以设定其为各个PRF区间的中心位置。

结合得到的仿真结果判断，对方的星载SAR系统设计如果要求的方位向模糊度最小，偏向于高重频设计，则在PRF集合中选取PRF值最高的PRF_h作为质心，计算截获的PRF距质心的距离|PRF-PRF_h|，距离越近则雷达工作在拥有该质心的波位上。

对方的星载SAR系统设计如果要求的距离向模糊度最小，偏向于低重频设计，则在PRF集合中选取PRF值最低的PRF₁作为质心，计算截获的PRF距质心的距离|PRF-PRF₁|，距离越近则雷达工作在拥有该质心的波位上。

对方的星载SAR系统设计如果兼顾方位向和距离向二者的性能，则在PRF集合中选取PRF集合的平均值PRF作为质心，计算截获的PRF距质心的距离|PRF-PRF|，距离越近则雷达工作在拥有该质心的波位上。

选取各个波位对应的PRF集合的质心时，如果该波位所对应的PRF集合不唯一，出现多个PRF集合。此时在选取质心时注意，所有的PRF集合都将拥有一个质心，在计算距离时，截获PRF与所有PRF集合的质心之间的距离都要计算，根据距离进行后续的判断。

本实施例中，波位3的质心为1386Hz，波位4存在两个集合，两个集合的质心分别为1229.5Hz与1333.5Hz。截获的PRF为1373.03Hz，其到两波位质心的距离分别为12.97Hz与39.53Hz。根据最近邻域原则，选择距离最近的质心所对应的波位判定为该雷达的工作波位，则其工作在波位3。

图5显示了这一判断过程，图中三角表示了截获PRF相对于各个波位PRF集合的位置。

如果截获的PRF距多个波位对应的PRF集合的距离相等，且如果该截获PRF被其中一个集合包含，则判决输出为该集合对应的波位，如果均不被其他PRF集合包含或被多个PRF集合包含，则随机选定一个PRF集合对应的波位输出。

本步骤中如果没有提供先验信息，则本方法结束。

步骤七：当先验信息被提供时，如果输出的质心所对应的工作波位与卫星实际的工作波位不符合，则质心位置不可靠，需要调整，转至步骤六，初始设定的质心位置不一定能够满足所有的应用情况。在系统设计时，PRF也和方位模糊和距离模糊度相关，当PRF增加时可以抑制方位模糊，但会增加距离模糊。如果与先验信息相符合，则质心位置可靠，判定的工作波位有效，方法结束。

本步骤中，质心的位置需要根据数据的验证结果来进行调整，尤其是对于一些具有PRF重叠区域的波位。如附图4中所示，波位3与波位4存在着重叠区域。假设我们刚才做出的判决与先验信息矛盾，也即判决结果为波位3而星载雷达的真实工作波位为波位4，则需要进行质心的调整操作，以防下次误判发生。在调整质心时，有重叠区域的质心都作调整，调整的原则为使正确区域的质心向截获的PRF靠拢，而错误区域的质心远离截获的PRF，当判决结果正确时结束调整。

Claims (6)

1.一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：确定参数，包括：卫星轨道高度H、截获的脉冲宽度PW、近距视角θ_n、远距视角θ_f、保护时间τ_p，如果针对同一卫星进行侦察且截获的脉冲宽度保持不变，则转到步骤五；否则转到步骤二；

步骤二：计算发射信号干扰带的信号前后沿回波时间并存储；

发射信号干扰带前沿回波时间为：

T_es＝j/PRF-PW-τ_p

后沿回波时间为：

T_ee＝j/PRF+PW+τ_p

其中：

j＝j_min，j_min+1，…，j_max，j_min＝int(T_min·PRF_min)，j_max＝int(T_max·PRF_max)

T_min、T_max分别为测绘区域的最近斜距与最远斜距对应的回波时间，j为发射信号干扰带对应的序号，j_min、j_max分别为存在的该干扰带的最小序号和最大序号，PRF_min、PRF_max分别为可选的最小和最大脉冲重复频率；PRF为选定的脉冲重复频率；int(·)表示对括号内的数值取整；

步骤三：计算星下点干扰带的信号前后沿回波时间并存储；

星下点干扰带的前沿回波时间为：

T_ns＝2H/c+i/PRF-PW-τ_p

后沿回波时间为：

T_ne＝2H/c+i/PRF+PW+τ_p

其中，c代表光速，i＝i_min，i_min+1，…，i_max，i_min＝j_min-int[(T_n+PW+2τ_p)·PRF_min]，i_max＝j_max-int(T_n·PRF_min)；T_n为星下点回波的起始时间；i为星下点干扰带对应的序号，i_min、i_max分别为存在的该干扰带的最小序号和最大序号；int(·)表示对括号内的数值取整；

步骤四：根据发射信号和星下点干扰带的前后沿回波时间计算相应的雷达与干扰区域的斜距、干扰区域相对于雷达的视角；

雷达与干扰区域的斜距R：R＝c·T/2

其中，T为发射信号干扰带的信号前后沿回波时间T_es和T_ee或星下点干扰带的信号前后沿回波时间T_ns和T_ne；

干扰区域所对应的视角

R_e表示地球的平均半径；

以发射信号和星下点干扰带的前后沿对应的近距远距视角为纵坐标，以选定的脉冲重复频率为横坐标，绘制斑马图保存；

步骤五：根据输入波位[θ_n，θ_f]确定脉冲重复频率集合，从存储的斑马图中读取每个发射信号干扰带对应的近距视角

和远距视角

k∈[1，j_max-j_min+1]，每个星下点回波干扰带对应的近距视角和远距视角

m∈[1，i_max-i_min+1]；从可选的最小脉冲重复频率开始，当选定的脉冲重复频率对应的干扰视角里

与[θ_n，θ_f]交集为空时，则认为该脉冲重复频率可选，存入该输入波位的可选脉冲重复频率集合里；否则对下一个脉冲重复频率进行上述操作，直至达到最大脉冲重复频率结束；并存储该可选脉冲重复频率集合；

步骤六：对雷达天线的工作波位进行判定；如果卫星的先验信息被提供，则转至步骤七，否则方法结束；

步骤七：对工作波位进行校验。

2.根据权利要求1所述一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，其特征在于，所述步骤六中，判断雷达天线的工作波位时，选取各个波位的脉冲重复频率集合的质心，截获的脉冲重复频率距选取的质心距离最小的脉冲重复频率集合所对应的波位为该雷达的工作波位。

3.根据权利要求2所述一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，其特征在于，所述步骤六中，选取各个波位对应的PRF集合的质心时，如果该波位所对应的PRF集合不唯一，则计算截获的PRF与各PRF集合的质心之间的距离，再进行截获的PRF与距选取的质心距离的比较。

4.根据权利要求2所述一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，其特征在于，所述步骤六中，被侦测的星载SAR系统设计如果要求的方位向模糊度最小，则在PRF集合中选取最高的PRF值作为质心；如果要求的距离向模糊度最小，则在PRF集合中选取最低的PRF值作为质心；如果兼顾方位向和距离向二者的性能，则在PRF集合中选取平均值作为质心。

5.根据权利要求2所述一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，其特征在于，所述步骤六中，判断雷达天线的工作波位时，如果截获的PRF距多个波位对应的PRF集合的距离相等，且如果该截获PRF被其中一个集合包含，则判决输出为该集合对应的波位，如果均不被其他PRF集合包含或被多个PRF集合包含，则随机选定一个PRF集合对应的波位输出。

6.根据权利要求1所述一种星载合成孔径雷达的工作波位判定方法，其特征在于，所述步骤七的校验工作波位中，当先验信息被提供时，如果输出的质心所对应的工作波位与卫星实际的工作波位不符合，则质心位置不可靠，需要调整，转至步骤六，如果与先验信息相符合，则质心位置可靠，判定的工作波位有效，方法结束。

Images