CN112213699A - 大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法 - Google Patents

大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112213699A
CN112213699A CN202010718023.1A CN202010718023A CN112213699A CN 112213699 A CN112213699 A CN 112213699A CN 202010718023 A CN202010718023 A CN 202010718023A CN 112213699 A CN112213699 A CN 112213699A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reference target
target
satellite
sar
fuzzy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202010718023.1A
Other languages
English (en)
Inventor
冯帆
李琪
贺荣荣
高阳
孙嘉
侯若涵
党红杏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Institute of Space Radio Technology
Original Assignee
Xian Institute of Space Radio Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Institute of Space Radio Technology filed Critical Xian Institute of Space Radio Technology
Priority to CN202010718023.1A priority Critical patent/CN112213699A/zh
Publication of CN112213699A publication Critical patent/CN112213699A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算方法，包括如下步骤：S1、确定评估系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；S2、确定参考目标的坐标，然后获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；S3、依次确定参考目标处的星载SAR天线增益、单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量；S4、确定大斜视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；根据单次脉冲下的参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲压缩改善因子、参考目标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的方位脉冲压缩改善因子，确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。

Description

大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算方法
技术领域
本发明涉及一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算方法，属 于空间微波遥感技术领域。
背景技术
传统星载SAR的天线波束工作于正侧视模式，不存在波束扫描以及波束旋 转等特性，因此系统性能评估相对简单。然而，为提升星载SAR成像能力与信 息获取量，SAR天线波束需要在方位向进行大范围角度的扫描，从而获得更大 的多普勒带宽以实现更高的方位向分辨率、同时也将获取目标多角度散射特性 以提高目标检测识别率。鉴于波束扫描是通过卫星平台的三轴姿态机动来实现 的，因此与传统星载SAR正侧视模式相比，大斜视观测时天线波束会有指向偏 移与波束旋转两方面变化，这就需要建立起全新的系统性能参数的计算和精确 评估方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种大斜视成 像模式下的星载SAR系统性能参数计算方法，包括如下步骤：S1、确定评估 系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；S2、确定参考目标的坐标，然后获 得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；S3、依次确定参考目标处的星载SAR 天线增益、单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量； S4、确定大斜视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；根据单次脉冲 下的参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲压缩改善因子、参 考目标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的方位脉冲压缩改善 因子，确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：
大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算方法，包括如下步骤：
S1、根据SAR卫星的位置、星载SAR天线方向图距离向切面，确定评估 系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；所述选定目标包括参考目标和模糊 干扰目标；
S2、根据选定目标所在地表弧段、参考目标与SAR卫星之间的距离，确 定参考目标的坐标，然后获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；
S3、根据参考目标斜距矢量和波束中心的夹角、星载SAR天线的距离向 天线方向图，确定参考目标处的星载SAR天线增益；然后利用参考目标处的星 载SAR天线增益、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定单次脉冲下的参考目 标回波能量；利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的 斜距、星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的 波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量；
S4、根据参考点目标的入射角、参考目标的第m阶距离模糊目标的入射角、 单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量，确定大斜 视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；
根据单次脉冲下的参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲 压缩改善因子、参考目标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的 方位脉冲压缩改善因子，确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法，优选的，S2 中，利用参考目标的坐标和SAR天线波束中心单位矢量，获得参考目标斜距矢 量和波束中心的夹角。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法，优选的，利用 SAR天线波束的偏航角、SAR天线波束的俯仰角、SAR天线波束中心的星下 点视角，确定SAR天线波束中心单位矢量。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法，优选的，S3 中，利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确 定参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距；利用星载SAR天线俯仰向方向图 数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距、参考目标的第m阶距离模糊 目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量。
一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能评估方法，采用上述大斜视成 像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法计算距离模糊比、等效后向噪声系 数。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能评估方法，优选的，所述星载 SAR系统性能的指标还包括方位模糊比。
一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，包括地表弧段 确定模块、参考目标参数确定第一模块、参考目标参数确定第二模块、性能参 数确定模块；
所述地表弧段确定模块根据SAR卫星的位置、星载SAR天线方向图距离 向切面，确定评估系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；所述选定目标包 括参考目标和模糊干扰目标；
所述参考目标参数确定第一模块根据选定目标所在地表弧段、参考目标与 SAR卫星之间的距离，确定参考目标的坐标，然后获得参考目标斜距矢量和波 束中心的夹角；
所述参考目标参数确定第二模块根据参考目标斜距矢量和波束中心的夹 角、星载SAR天线的距离向天线方向图，确定参考目标处的星载SAR天线增 益；然后利用参考目标处的星载SAR天线增益、参考目标与模糊干扰目标的斜 距，确定单次脉冲下的参考目标回波能量；利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、 参考目标与模糊干扰目标的斜距、星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标 的第m阶距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊 能量；
所述性能参数确定模块根据参考点目标的入射角、参考目标的第m阶距离 模糊目标的入射角、单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离 模糊能量，确定大斜视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；
所述性能参数确定模块根据单次脉冲下的参考目标回波能量、距离脉冲压 缩改善因子、方位脉冲压缩改善因子、参考目标的距离模糊能量、参考目标的 第m阶距离模糊目标的方位脉冲压缩改善因子，确定大斜视观测模式下的星载 SAR的距离模糊比。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，优选的，所述 参考目标参数确定第一模块利用参考目标的坐标和SAR天线波束中心单位矢 量，获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，优选的，所述 参考目标参数确定第一模块利用SAR天线波束的偏航角、SAR天线波束的俯 仰角、SAR天线波束中心的星下点视角，确定SAR天线波束中心单位矢量。
上述大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，优选的，所述 参考目标参数确定第二模块利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模 糊干扰目标的斜距，确定参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距；利用星载 SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距、参考 目标的第m阶距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离 模糊能量。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
(1)本发明首次给出了星载SAR在大斜视成像模式下的系统性能参数 精确计算方法与流程，解决了传统方法的不匹配以及精度不够的问题；
(2)本发明首次给出了根据天线波束的偏航角、俯仰角来确定天线波束的 距离向切面ΔXsatPnearPfar的方法，大斜视观测模式下的系统性能参数都将在此 参考平面内进行评估计算；
(3)本发明首次给出了在大斜视观测模式下天线波束的距离向切面内，根 据参考目标的斜距R来得出参考目标位置矢量与天线波束中心矢量夹角Δθsig的方法，并由此得出该参考目标处的天线增益Gsig；
(4)本发明首次给出了在大斜视观测模式下天线波束的距离向切面内，根 据第m阶距离模糊目标的斜距Ramb来得出第m阶距离模糊目标位置矢量与天 线波束中心矢量夹角Δθamb的方法，并由此得出该距离模糊目标处的天线增益 Gamb。
附图说明
图1为大斜视观测模式下的系统性能参数计算方法流程图。
图2为地球表面交线弧段
Figure BDA0002598924840000051
示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 的实施方式作进一步详细描述。
一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能评估方法，应用于方位斜视大 于等于20°情况下，所述星载SAR系统性能的指标包括距离模糊比、等效后 向噪声系数、方位模糊比。其中距离模糊比、等效后向噪声系数的计算方法如 下：
S1、根据SAR卫星的位置、星载SAR天线方向图距离向切面，确定评估 系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；所述选定目标包括参考目标和模糊 干扰目标；
S2、根据选定目标所在地表弧段、参考目标与SAR卫星之间的距离，确 定参考目标的坐标，然后获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；
S3、根据参考目标斜距矢量和波束中心的夹角、星载SAR天线的距离向 天线方向图，确定参考目标处的星载SAR天线增益；然后利用参考目标处的星 载SAR天线增益、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定单次脉冲下的参考目 标回波能量；利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的 斜距、星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的 波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量；
S4、根据参考点目标的入射角、参考目标的第m阶距离模糊目标的入射角、 单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量，确定大斜 视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；
根据单次脉冲下的参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲 压缩改善因子、参考目标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的 方位脉冲压缩改善因子，确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。
S2中，利用SAR天线波束的偏航角、SAR天线波束的俯仰角、SAR天 线波束中心的星下点视角，确定SAR天线波束中心单位矢量；然后利用参考目 标的坐标和SAR天线波束中心单位矢量，获得参考目标斜距矢量和波束中心的 夹角。
S3中，利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的 斜距，确定参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距；利用星载SAR天线俯仰 向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距、参考目标的第m阶 距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量。
一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，包括地表弧段 确定模块、参考目标参数确定第一模块、参考目标参数确定第二模块、性能参 数确定模块；所述地表弧段确定模块根据SAR卫星的位置、星载SAR天线方 向图距离向切面，确定评估系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；所述选 定目标包括参考目标和模糊干扰目标；所述参考目标参数确定第一模块根据选 定目标所在地表弧段、参考目标与SAR卫星之间的距离，确定参考目标的坐标， 然后获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；所述参考目标参数确定第二模 块根据参考目标斜距矢量和波束中心的夹角、星载SAR天线的距离向天线方向图，确定参考目标处的星载SAR天线增益；然后利用参考目标处的星载SAR 天线增益、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定单次脉冲下的参考目标回波 能量；利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的斜距、 星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的波束中 心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量；所述性能参数确定模块根据 参考点目标的入射角、参考目标的第m阶距离模糊目标的入射角、单次脉冲下 的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量，确定大斜视观测模式 下的星载SAR的等效后向噪声系数；所述性能参数确定模块根据单次脉冲下的 参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲压缩改善因子、参考目 标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的方位脉冲压缩改善因子， 确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。
以下作为大斜视成像模式下的星载SAR系统性能评估方法、距离模糊比和 等效后向噪声系数的计算方法、大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计 算装置的一种优选方案：
星载SAR的系统性能指标包括NESZ、RASR、以及方位模糊比(AASR)。 在大斜视观测成像模式下，主要变化在于NESZ与RASR两项指标的评估流程 与方法，而方位模糊比的评估方法与传统正侧视模式时的相同。因此，本实施 例重点在于前两项系统指标，在大斜视观测模式下的系统性能参数计算方法流 程如图1所示。
1.确定天线方向图距离向切面与地表的交线弧段
Figure BDA0002598924840000074
在星载SAR大斜视观测模式下，天线波束会存在俯仰与偏移两个维度的转 动。设在Yaw-Pitch-Roll(偏航-俯仰-横滚)的转序下，天线波束的偏航角为θyaw， 俯仰角为θpitch，则天线波束的方位向单位矢量
Figure BDA0002598924840000071
在卫星本体坐标系下将变 为
Figure BDA0002598924840000072
由于天线波束的距离向切面是与
Figure BDA0002598924840000073
垂直的，且天线波束的距离向切面经 过卫星本体，因此天线波束的距离向切面在卫星本体坐标系下可由式(2)给出的 方程来表示：
x·cos(θyaw)cos(θpitch)+y·sin(θyaw)+z·cos(θyaw)sin(θpitch)＝0 (2)
地球表面满足方程：
x2+y2+(z+H+RE)2＝RE 2 (3)
因此，天线波束距离切面与地球表面交线弧段
Figure BDA0002598924840000081
可由下列方程来表示
Figure BDA0002598924840000082
其中RE为地球半径，H为卫星所在轨道高度。
地球表面交线弧段
Figure BDA0002598924840000083
如图2中虚线段所示。平面ΔXsatPnearPfar为天线波束的 距离向切面，Xsat为卫星所在位置，Pnear与Pfar分别为天线波束的距离向切面 与观测场景近端与远端边界的交点。Pc为波束中心与地面的交点，位于平面 ΔXsatPnearPfar内。
星载SAR的NESZ与RASR两项性能指标的评估所选用的参考目标与模 糊目标都将位于弧段
Figure BDA0002598924840000084
上。
2.根据地球表面交线弧段
Figure BDA0002598924840000085
上目标的斜距R来确定目标三维坐标及其矢量 与波束中心的夹角Δθ
当评估星载SAR系统NESZ时，所选用的参考点目标都处于地球表面交 线弧段
Figure BDA0002598924840000086
上，并且处于Pnear与Pfar之间。因此，参考点目标距离卫星平台的距离 R满足关系：
Rnear≤R≤Rfar (5)
其中Rnear为卫星位置Xsat与Pnear之间的距离；Rfar为卫星位置Xsat与Pfar之间 的距离。
结合方程(4)，参考点目标的三维坐标[x y z]满足方程：
Figure BDA0002598924840000091
由此可解出该参考点目标在卫星本体坐标系下的三维坐标为：
Figure BDA0002598924840000092
上式中的a、b与c如式(9)-(11)所列。其中x与y的正负号选择需满足式 (8)所列的约束条件。
Figure BDA0002598924840000093
xnear与ynear为Pnear的X轴与Y轴的坐标分量；xfar与yfar为Pfar的X轴与 Y轴的坐标分量。
Figure BDA0002598924840000094
Figure BDA0002598924840000095
Figure BDA0002598924840000096
设在正侧视观测模式下，星载SAR天线波束中心的星下点视角为θlook， 则在大斜视观测模式下，波束中心单位矢量
Figure BDA0002598924840000101
可表示为：
Figure BDA0002598924840000102
基于式(7)与式(12)给出的结果，以及余弦定理，参考目标斜距矢量
Figure BDA0002598924840000108
与天 线波束中心的夹角Δθsig解析解为：
Figure BDA0002598924840000103
3.根据目标位置来确定回波能量P
根据目标斜距矢量
Figure BDA0002598924840000104
与波束中心的夹角Δθsig、以及天线的距离向天线方向 图Gel，就可得出目标位置处的天线增益，如式(14)所示：
Gsig＝Gel(Δθsig) (14)
基于式(14)给出天线增益、以及目标的斜距R，就可得出单次脉冲下的参 考目标回波能量Psig为：
Figure BDA0002598924840000105
其中Pt为峰值发射功率，σ为目标后向散射系数，λ为信号波长。
设星载SAR的脉冲发射重复间隔为PRI，则由参考目标的斜距R，就可得 出参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距Ramb为：
Figure BDA0002598924840000106
其中m为模糊阶数。用Ramb替换式(6)中的R，则可得出第m阶距离模糊 目标的坐标[xamb,yamb,zamb]，再将得出的xamb,yamb,zamb分别代替式(13)中的xamb,yamb,zamb，就可得出第m阶距离模糊目标的斜距矢量与天线波束中心的夹 角Δθamb，再根据天线的俯仰向方向图数据Gel(θ)，就可通过Δθamb得当其相应 的天线增益Gamb
Gamb＝Gel(Δθamb)
最终得到m阶的距离模糊能量Pamb_m为：
Figure BDA0002598924840000111
4.基于参考目标及模糊目标的回波能量，计算评估系统的RASR与NESZ
根据参考目标与星载SAR之间作用距离R，以及星地几何关系，就可确定 出参考点目标的入射角θinc为：
Figure BDA0002598924840000112
根据m阶距离模糊目标与星载SAR之间的作用距离Ramb，以及星地几何 关系，可得出m阶距离模糊目标的入射角θamb_inc为：
Figure BDA0002598924840000113
基于式(15)、(17)、(18)与(19)给出的结果，就可得出在星载SAR在大斜 视观测模式下的NESZ为
Figure BDA0002598924840000114
其中Vs为卫星平台飞行速度，K＝1.38e-23为Boltzmann常数，T为接收 机噪声温度，F为噪声系数，L为系统损耗，B为发射信号带宽，λ为脉冲信号 波长，c0＝3×108m/s为脉冲信号传播速度，Pav为载荷平均发射功率，可表示 为：
Pav＝Pt·τ/PRI (21)
上式中的τ为发射脉冲宽度，Pt为峰值发射功率，PRI为脉冲发射间隔。
接下来分析大斜视观测模式下的距离模糊比。由第3步给出的单次脉冲下 的参考目标回波信号能量Psig，以及其第m阶距离模糊目标的能量Pamb_m。在经 过距离脉冲压缩与方位脉冲压缩处理后，分别会带来改善因子Nr与Na。参考目 标的两项改善因子分别为:
Nr＝B·τ (22.1)
Figure BDA0002598924840000121
其中θa为天线的方位向波束宽度，Vg为波束足迹的地面行进速度。同理， 第m阶距离模糊目标的两项改善因子分别为
Nr_amb＝B·τ (23.1)
Figure BDA0002598924840000122
参考目标回波信号与距离模糊信号经过两维压缩后，其信号能量Psig_comp与Pamb_m_comp可表示为
Psig_amb＝Psig·Nr·Na (24.1)
Pamb_m_comp＝Pamb_m·Nr_amb·Na_amb (24.2)
基于式(24.1)与(24.2)，可得出大斜视观测模式下的距离模糊比RASR可表 示为
Figure BDA0002598924840000131
式(25)中的距离模糊总能量共包括前后k阶。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法 和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发 明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据SAR卫星的位置、星载SAR天线方向图距离向切面，确定评估系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；所述选定目标包括参考目标和模糊干扰目标；
S2、根据选定目标所在地表弧段、参考目标与SAR卫星之间的距离，确定参考目标的坐标，然后获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；
S3、根据参考目标斜距矢量和波束中心的夹角、星载SAR天线的距离向天线方向图，确定参考目标处的星载SAR天线增益；然后利用参考目标处的星载SAR天线增益、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定单次脉冲下的参考目标回波能量；利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的斜距、星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量；
S4、根据参考点目标的入射角、参考目标的第m阶距离模糊目标的入射角、单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量，确定大斜视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；
根据单次脉冲下的参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲压缩改善因子、参考目标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的方位脉冲压缩改善因子，确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。
2.根据权利要求1所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法，其特征在于，S2中，利用参考目标的坐标和SAR天线波束中心单位矢量，获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角。
3.根据权利要求2所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法，其特征在于，利用SAR天线波束的偏航角、SAR天线波束的俯仰角、SAR天线波束中心的星下点视角，确定SAR天线波束中心单位矢量。
4.根据权利要求1所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能指标计算方法，其特征在于，S3中，利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距；利用星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距、参考目标的第m阶距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量。
5.一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能评估方法，其特征在于，采用权利要求1～4之一所述的方法计算距离模糊比、等效后向噪声系数。
6.根据权利要求5所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能评估方法，其特征在于，所述星载SAR系统性能的指标还包括方位模糊比。
7.一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，其特征在于，包括地表弧段确定模块、参考目标参数确定第一模块、参考目标参数确定第二模块、性能参数确定模块；
所述地表弧段确定模块根据SAR卫星的位置、星载SAR天线方向图距离向切面，确定评估系统性能指标时的选定目标所在地表弧段；所述选定目标包括参考目标和模糊干扰目标；
所述参考目标参数确定第一模块根据选定目标所在地表弧段、参考目标与SAR卫星之间的距离，确定参考目标的坐标，然后获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角；
所述参考目标参数确定第二模块根据参考目标斜距矢量和波束中心的夹角、星载SAR天线的距离向天线方向图，确定参考目标处的星载SAR天线增益；然后利用参考目标处的星载SAR天线增益、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定单次脉冲下的参考目标回波能量；利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的斜距、星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量；
所述性能参数确定模块根据参考点目标的入射角、参考目标的第m阶距离模糊目标的入射角、单次脉冲下的参考目标回波能量、参考目标的第m阶距离模糊能量，确定大斜视观测模式下的星载SAR的等效后向噪声系数；
所述性能参数确定模块根据单次脉冲下的参考目标回波能量、距离脉冲压缩改善因子、方位脉冲压缩改善因子、参考目标的距离模糊能量、参考目标的第m阶距离模糊目标的方位脉冲压缩改善因子，确定大斜视观测模式下的星载SAR的距离模糊比。
8.根据权利要求7所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，其特征在于，所述参考目标参数确定第一模块利用参考目标的坐标和SAR天线波束中心单位矢量，获得参考目标斜距矢量和波束中心的夹角。
9.根据权利要求8所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，其特征在于，所述参考目标参数确定第一模块利用SAR天线波束的偏航角、SAR天线波束的俯仰角、SAR天线波束中心的星下点视角，确定SAR天线波束中心单位矢量。
10.根据权利要求7所述的一种大斜视成像模式下的星载SAR系统性能参数计算装置，其特征在于，所述参考目标参数确定第二模块利用SAR卫星的脉冲发射重复间隔、参考目标与模糊干扰目标的斜距，确定参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距；利用星载SAR天线俯仰向方向图数据、参考目标的第m阶距离模糊目标的斜距、参考目标的第m阶距离模糊目标的波束中心偏移角，确定参考目标的第m阶距离模糊能量。
CN202010718023.1A 2020-07-23 2020-07-23 大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法 Withdrawn CN112213699A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010718023.1A CN112213699A (zh) 2020-07-23 2020-07-23 大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010718023.1A CN112213699A (zh) 2020-07-23 2020-07-23 大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112213699A true CN112213699A (zh) 2021-01-12

Family

ID=74059549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010718023.1A Withdrawn CN112213699A (zh) 2020-07-23 2020-07-23 大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112213699A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115792907A (zh) * 2023-02-07 2023-03-14 中国科学院空天信息创新研究院 星载sar斜视滑动聚束模式方位向成像参数设计方法
CN116626629A (zh) * 2023-07-21 2023-08-22 中国科学院空天信息创新研究院 一种星载斜视sar系统模糊综合性能评估方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115792907A (zh) * 2023-02-07 2023-03-14 中国科学院空天信息创新研究院 星载sar斜视滑动聚束模式方位向成像参数设计方法
CN116626629A (zh) * 2023-07-21 2023-08-22 中国科学院空天信息创新研究院 一种星载斜视sar系统模糊综合性能评估方法
CN116626629B (zh) * 2023-07-21 2023-09-22 中国科学院空天信息创新研究院 一种星载斜视sar系统模糊综合性能评估方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10921444B2 (en) Airborne wind profiling portable radar system and method
US4914734A (en) Intensity area correlation addition to terrain radiometric area correlation
US8207887B2 (en) Computationally efficent radar processing method and sytem for SAR and GMTI on a slow moving platform
US7295150B2 (en) Methods and systems for identifying high-quality phase angle measurements in an interferometric radar system
CN109358325B (zh) 起伏地形背景下雷达高度表的地形反演方法
JPH045155B2 (zh)
EP0434064B1 (en) Synthetic aperture radar with dead-ahead beam sharpening capability
CN106886021A (zh) 高分辨率星载sar成像质量提升方法
CN106526583B (zh) 一种基于天线方向图信息的地面运动目标定位方法
CN103529437A (zh) 系留气球载相控阵雷达在多目标下分辨空地目标的方法
CN106093932A (zh) 一种扫描波束高分辨率的雷达散射计
CN103487803A (zh) 迭代压缩模式下机载扫描雷达成像方法
RU2411538C2 (ru) Способ определения ошибки измерения скорости ла инерциальной навигационной системой и бортовой навигационный комплекс для его реализации
Rouveure et al. PELICAN: Panoramic millimeter-wave radar for perception in mobile robotics applications, Part 1: Principles of FMCW radar and of 2D image construction
CN112213699A (zh) 大斜视成像模式下的星载sar系统性能参数计算方法
CN104280566A (zh) 基于空时幅相估计的低空风切变风速估计方法
CN106526553B (zh) 一种高分辨率sar卫星距离模糊度性能分析方法
CN111965640B (zh) 一种大斜视中高轨sar二维波束扫描方法
CN111190151A (zh) 扫描模式下多模态小卫星sar的系统参数设计及发射功率优化方法
CN106093883A (zh) 一种雷达下视尾后探测下主副瓣地海杂波主分布计算方法
KR102156489B1 (ko) 항공기기반 영상복원장치 및 이를 이용한 영상복원방법
CN106353777B (zh) 高分辨率sar卫星辐射性能分析方法
RU2643168C2 (ru) Способ измерения высоты, истинной скорости летательного аппарата и наклона вектора скорости летательного аппарата относительно горизонта, устройство бортовой радиолокационной станции, использующее способ
CN102207548A (zh) 采用最小均方误差估计的多发多收合成孔径雷达成像方法
CN106569189B (zh) 一种高分辨率sar卫星距离模糊度性能分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210112