CN113534150A - 星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法及系统 - Google Patents

星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法及系统，包括：从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式计算手动增益控制参数，本技术方案解决了现有技术中由于人工设置雷达增益参数不当导致的海洋场景有效观测数据占比不高的问题。

Description

星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法及系统
技术领域
本发明涉及微波遥感领域，具体涉及星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法及系统。
背景技术
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种主动微波成像雷达。雷达增益是雷达重要的工作参数SAR对地观测时，SAR接收的回波信号幅度变化大，其动态范围大于模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)的动态范围。实际观测时，需要根据地物回波信号功率设置合理的雷达增益，以保证雷达回波信号强度处于ADC动态范围内。雷达增益设置不当，会导致观测数据无效。例如，雷达增益设置过低，会导致回波数据淹没在接收机噪声中，造成信号丢失；而雷达增益设置过高，会导致接收的回波数据饱和。
雷达增益控制按控制方式分为自动增益控制(Auto Gain Control，AGC)与手动增益控制(Manual Gain Control，MGC)两种。AGC是广泛应用于通信、雷达、电子对抗、广播电视领域接收信号处理中一种提高接收机输入动态范围的方法。AGC把已检波的电压反馈到级联的可变增益级的增益控制输入端，对接收端增益进行调整，使接收机的动态范围与ADC动态范围相匹配。但是对于SAR海洋定量化应用场景，AGC随着海面回波强度自动调整，即AGC变化会在SAR观测数据中引入幅度调制。在SAR数据辐射校正处理过程中，消除AGC引入的幅度调制较为复杂，因此目前国内外SAR卫星观测普遍采用MGC方法。
MGC是另一种普遍采用的雷达增益控制方式。该方法基于观测场景的先验知识，在SAR载荷观测时设定固定雷达增益。对于SAR陆地场景观测MGC相对简单。裸地、建筑物等观测场景后向散射变化很小，可以根据地物场景先验知识设定固定雷达增益参数；对于植被覆盖区域，可以根据植被后向散射系数随季节变化情况，相应设定雷达增益。对于海洋场景观测，MGC可以有效消除AGC在观测数据中引入的幅度调制问题。
但是MGC目前用于海洋场景观测目前仍存在以下问题：海洋是时变的、动态的水体。海面存在由随时间变化的风、浪、流等因素引起的复杂运动。这些复杂运动引起海面粗糙度变化，进而影响海面后向散射强度。对于SAR海洋场景观测，MGC设置需要根据观测海域海面后向散射强度变化设置。而目前SAR海洋观测，MGC主要由人工凭借经验设置，导致SAR观测数据中有效数据占比不高。
以高分三号卫星为例，卫星海洋观测增益控制采用的是MGC方式，并且目前MGC主要凭借人工经验，也存在由于MGC设置不当影响卫星观测的问题。以陆地场景(海洋场景饱和图像可视特征不如陆地场景图像明显)显示MGC参数设置不当对图像的影响，如图1所示。图1a为由于MGC设置不当导致数据饱和的图像，图1b为设置合适MGC参数时获取的图像。
发明内容
为解决现有技术中存在的目前SAR海洋观测，MGC主要由人工凭借经验设置，导致SAR观测数据中有效数据占比不高，本发明提供了一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法，包括：
从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；
将所述处理后的海面风场预报数据和雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；
基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式计算手动增益控制参数。
优选的，所述基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式计算手动增益控制参数，包括：
根据雷达系统参数采用雷达方程计算雷达接收的海面回波信号功率；
基于所述海面回波信号功率利用无手动增益控制情况下接收机接收功率计算式计算无手动增益控制情况下接收机接收功率；
基于所述无手动增益控制情况下接收机接收功率结合转换公式计算用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率；
基于用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率结合手动增益控制计算式计算手动增益控制参数。
优选的，所述雷达方程如下式所示：
Figure BDA0003105951760000021
其中，S为雷达接收的海面回波信号功率，Pt为雷达发射功率，G为天线增益，λ雷达波长，σ0为地物归一化后向散射系数，R为雷达与散射体之间的距离，Ls为系统损失。
优选的，所述无手动增益控制情况下接收机接收功率计算式如下式所示：
Pr＝S·Gch·Gr·Gsw
式中，Pr为无手动增益控制情况下接收机接收功率；Gch为接收通道增益，Gr为接收机增益，Gsw为开关增益。
优选的，所述用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率，按下式计算：
Pr_dBm＝10·log10(Pr)+30
式中，Pr_dBm为dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率。
优选的，所述手动增益控制计算式如下式所示：
MGC＝Pr_dBm-Vr_q
式中，MGC为手动增益控制参数，Vr_q为接收机最佳量化电平。
优选的，所述对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据，包括：
按照设定尺寸划分全球海洋网格，并根据卫星拟观测区域从已划分的网格中选定网格；
基于选定的网格对所述海域海面风场预报数据进行时空插值处理，得到时空插值后的海面风场预报数据。
优选的，在所述基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制的参数之后还包括：
根据拟观测区域卫星获取的回波数据确定最优手动增益控制参数。
优选的，所述根据拟观测区域卫星获取的回波数据确定最优手动增益控制参数，包括：
判断所述回波数据是否饱和，当回波数据饱和时，调整手动增益控制参数，直至相同条件下雷达回波数据不饱和为止，并将回波数据不饱和时对应的手动增益控制的参数作为最优手动增益控制参数。
基于同一发明构思本发明还提供了一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置系统，包括：
数据处理模块，用于从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；
散射系数计算模块，用于将所述处理后的海面风场预报数据和雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；
手动增益控制参数计算模块，用于基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供了一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法，包括：从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数，本技术方案解决了现有技术中由于人工设置参数不当导致的有效观测数据占比不高的问题。
2、本发明的技术方案与传统凭借人工经验相比，能够定量分析计算MGC，极大提高参数设置准确性。
附图说明
图1(a)为由于MGC设置不当导致高分三号卫星巴厘岛火山饱和图像；
图1(b)为MGC设置合适MGC参数时高分三号卫星巴厘岛火山正常图像；
图2为本发明的星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法流程图；
图3为本发明的反演海面后向散射示意图；
图4为本发明的MGC设置分析与数据库更新子系统结构示意图；
图5为本发明的运控应用系统根据观测任务调度流程图；
图6为本发明的运控通信系统根据观测任务计算海面MGC参数设置流程图。
具体实施方式
针对SAR卫星海洋观测中存在的MGC设置主要依赖人工经验，导致卫星有效观测数据占比不高的问题，基于物理海洋学、卫星海洋学进展，本发明提出了一种星载SAR海洋场景MGC设置方法，该方法能够根据观测海域海面风场预报结果，通过地球物理模式函数反演海面后向散射系数。基于反演的海面后向散射系数，根据雷达系统特性进行分析计算，定量给出MGC参数。本发明有效解决了目前SAR海洋定量应用中，由于人工设置MGC参数不当导致的有效观测数据。
实施例1：
一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法，如图2所示，包括：
步骤1：从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；
步骤2：将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；
步骤3：基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数。
其中步骤1：从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据，具体内容包括：
1)划分全球海洋网格
将全球开阔海域按50kmx50km网格(对于近岸区域，网格大小可划分为25kmx25km)划分。
2)选择观测海域网格
根据卫星拟观测区域，选定已划分的网格。
3)获取观测海域海面风场预报数据
目前国内外已经有的典型海面风场预报产品包括：欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecast,ECMWF)、美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和中国气象局的全球/区域同化与预报增强系统的(Global/Regional Assimilation and Prediction EnhancedSystem,GRAPES)海面风场预报产品。风场预报产品时效性选择方面，选择卫星观测时间前24小时以内的海面风场预报产品。
4)预报海面风场产品时空插值
不同的海面风场预报产品有不同的时间分辨率与空间分辨率。以ECMWF风场预报产品为例，时间分辨率为6小时，空间分辨率约为25km。
对于采用的海面风场预报产品，需要进行时空插值处理，将预报风场数据插值到卫星观测时间前后0.5小时计划观测区域网格内。常用的插值方法包括：最近邻点插值、三次样条插值等。
步骤2：将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数，具体内容如下：
5)海面后向散射系数反演如图3所示：
利用地球物理模式函数(Geophysical Model Function,GMF)，将时空插值后的海面风场预报数据，以及星载SAR频段、极化、入射角、方位角等雷达系统参数作为地球物理模式函数输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数。
地球物理模型函数反映了σ0与风速、风向和入射角的关系。不同频段雷达有不同的GMF。目前Ku频段有KMOD,X频段有XMOD以及C频段的CMOD系列GMF等。
以卫星载荷为C频段的高分三号卫星为例，所有的CMOD地球物理函数模型的结构为：
σ0＝auγ[1+b(θ)cosφ+c(θ)cos(2φ)]p (1)
其中，σ0为雷达测量的后向散射系数，u为海面10米风速，φ为风向，θ为入射角，系数a，b，c，γ与入射角和极化方式有关。在固定的风速条件下，雷达的后向散射系数与风向之间为简谐函数的关系，当雷达逆风或顺风观测时，雷达的σ0达到极大值，横风观测时，雷达的σ0达到极小值。σ0随着风速的增大而增大。
根据式(1)系数拟合不同，有不同的地球物理模式函数。本发明采用的CMOD5N模型中的系数如下。
表1CMOD5.N模型函数中的系数
Figure BDA0003105951760000061
Figure BDA0003105951760000071
步骤3：基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数，具体内容如下：
6)计算MGC参数
对于已有的星载SAR系统，星载SAR雷达系统是已知的。可以依据这些系统参数计算MGC。
根据雷达方程，雷达接收的海面回波信号功率为：
Figure BDA0003105951760000072
其中，Pt为雷达发射功率，G为天线增益，λ雷达波长，σ0地物归一化后向散射系数，R为雷达与散射体之间的距离，Ls系统损失。
则无MGC情况下接收机接收功率为：
Pr＝S·Gch·Gr·Gsw (3)
其中，Gch为接收通道增益，Gr接收机增益，Gsw为开关增益。
用dBm表示的无MGC情况下接收机接收功率为：
Pr_dBm＝10·log10(Pr)+30 (4)
Pr_dBm为用dBm表示的无MGC情况下接收机接收功率。
手动增益控制计算式如下式所示：
MGC＝Pr_dBm-Vr_q
式中，MGC为手动增益控制参数，Vr_q为接收机最佳量化电平，这里的接收机最佳量化电平取值可以为-8dB。
在步骤3：基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式计算手动增益控制参数之后还包括，手动增益控制参数的检验，具体如下：
7)MGC参数检验
针对观测区域卫星获取的回波数据，计算回波量化输入输出功率曲线，基于此曲线分析得到最优MGC设置值。根据分析结果，判断MGC设置是否在合理范围内。如果回波数据饱和说明MGC设置不合理，需要调整，直至回波数据不饱和，如果回波数据不饱和，MGC参数在合理范围内，则不改变MGC参数预设值；若MGC参数在合理范围内，则将分析的MGC参数设入卫星观测区域网格。
实施例2
首先，在卫星观测MGC参数预设方面，本发明采用了海洋预报技术与海面后向散射系数反演技术，与传统凭借人工经验相比，能够定量分析计算MGC，极大提高参数设置准确性。其次，由于存在预报和GMF经验模型误差，如果MGC参数预设值不合适，通过MGC参数检验步骤能够修正MGC参数。最后，通过建立MGC参数库，对于频段、极化相同的雷达，入射角、方位角与外部风场接近的观测场景，可以无需计算，通过检索数据库数据选择MGC参数。因此能够进一步提高卫星观测任务规划效率。
经过利用高分三号卫星数据进行试验，能够提高有效数据占比85％以上。
地球物理模式函数(Geophysical Model Function,GMC)反演海面后向散射系数，利用GMF反演海面后向散射系数流程如图3所示，GMF输入雷达参数与预报风场，输出海面后向散射系数。雷达参数包括SAR工作频段、极化方式、入射角、预报风向与雷达视线方向夹角。
高分三号卫星自发射以来，其获取的C频段多极化SAR图像已在海洋、减灾、水利及气象等多个领域得到了广泛应用，在引领民用高分辨率微波遥感卫星应用中起到重要示范作用，有效改变了SAR数据依赖进口的现状。
作为主要用于海洋观测的SAR卫星，高分三号卫星地面处理系统没有针对海洋观测MGC参数设置与更新。为此，在高分三号后续业务卫星—1米C-SAR卫星(2颗)地面处理系统中增加了MGC设置分析与数据库更新子系统。该软件基于本发明内容研制，将用于1米C-SAR卫星业务化海洋观测计划制定。该软件系统组成如图4所示，MGC设置分析与数据库更新子系统包括：回波数据解压缩模块、区域反定位模块、MGC库网格覆盖范围计算模块、量化输入输出功率计算模块、最优MGC设置分析模块、sigmazero库网格范围计算模块、天气预报数据预处理模块、平均sigmazero估算模块、海面成像MGC设置预估模块、数据库更新及信息反馈模块和子系统调动模块；
数据回波数据解压缩模块：接收的回波数据是经过数据压缩的，该模块进行数据解压缩处理。
区域反定位模块：该模块计算回波数据观测的区域。
MGC库网格覆盖范围计算模块：MGC库对全球海洋划分了网格，该模块计算观测区域在那个网格内。
量化输入输入功率计算模块：该模块计算回波数据的输入输出功率。
最优MGC设置分析模块：该模块根据基于地球物理模式函数，输入雷达和外部风场计算合适的MGC参数；
sigmazero库网格范围计算模块：该模块计算海洋网格内的SAR数据的后向散射系数；
天气预报数据预处理模块：该模块将预报风场处理时空分辨率与SAR数据匹配的风场。
平均sigmazero估算模块：估算回波数据的平均后向散射系数。
海面成像MGC设置预估模块：预估海面场景MGC初值。
数据库更新及信息反馈模块：更新MGC参数并反馈。
子系统调动模块：用于子系统运行调度。
本发明的一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法，可通过运控应用系统根据观测任务调度，如图5所示，具体包括：对于已观测的数据，运控应用系统从存档数据库中调用观测数据进行分析。首先对调用的观测数据进行解压缩，然后计算解压缩后的观测数据在已划分网格中的位置，即网格覆盖范围计算、区域反定位。对不同网格中的数据，计算分析回波数据是否饱和，即输入输出功率计算、最优MGC设置分析，进而评价设置的MGC参数是否合理。如果MGC参数不合理，则MGC参数为无效数据。若MGC参数合理，则入库更新MGC参数。
如图6所示，本发明还可通过运控通信系统根据观测任务，基于MGC历史数据分析、以及雷达系统参数、气象预报数据，计算海面MGC参数设置预估值并插入数据库。
实施例3
基于同一发明构思的本发明还提供了一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置系统，包括：
数据处理模块，用于从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；
散射系数计算模块，用于将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；
手动增益控制参数计算模块，用于基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制的参数。
数据处理模块包括：
数据回波数据解压缩模块：将接收的经过压缩的回波数据进行数据解压缩处理；
区域反定位模块：根据解压缩后的回波数据计算回波数据观测的区域；
MGC库网格覆盖范围计算模块：用于基于区域反定位模块计算的回波数据观测的区域确定该区域属于MGC库对全球海洋划分的哪个网格内；
插值处理模块，用于基于选定的网格对所述海域海面风场预报数据进行时空插值处理，得到时空插值后的海面风场预报数据。
散射系数计算模块包括：
sigmazero库网格范围计算模块：用于计算海洋网格内的SAR数据的后向散射系数。
手动增益控制参数计算模块，包括：
海面回波信号功率计算模块，用于根据雷达系统参数采用雷达方程计算雷达接收的海面回波信号功率；
无控制下接收机接收功率计算模块，用于基于所述海面回波信号功率利用无手动增益控制情况下接收机接收功率计算式计算无手动增益控制情况下接收机接收功率；
单位转换模块，用于基于所述无手动增益控制情况下接收机接收功率结合转换公式计算用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率；
参数计算模块，用于基于用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率结合手动增益控制计算式计算手动增益控制的参数。
一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置系统，还包括：检验模块，用于根据拟观测区域卫星获取的回波数据确定最优手动增益控制的参数。
检验模块具体包括：判断所述回波数据是否饱和，当回波数据饱和时，手动增益控制参数设置不合理，调整手动增益控制参数，直至相同条件下雷达回波数据不饱和为止，当回波数据不饱和时，手动增益控制参数设置合理。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置方法，其特征在于，包括：
从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；
将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；
基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数，包括：
根据雷达系统参数采用雷达方程计算雷达接收的海面回波信号功率；
基于所述海面回波信号功率利用无手动增益控制情况下接收机接收功率计算式计算无手动增益控制情况下接收机接收功率；
基于所述无手动增益控制情况下接收机接收功率结合转换公式计算用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率；
基于用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率结合手动增益控制计算式计算手动控制的参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述雷达方程如下式所示：
Figure FDA0003105951750000011
其中，S为雷达接收的海面回波信号功率，Pt为雷达发射功率，G为天线增益，λ雷达波长，σ0为地物归一化后向散射系数，R为雷达与散射体之间的距离，Ls为系统损失。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无手动增益控制情况下接收机接收功率计算式如下式所示：
Pr＝S·Gch·Gr·Gsw
式中，Pr为无手动增益控制情况下接收机接收功率；Gch为接收通道增益，Gr为接收机增益，Gsw为开关增益。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述用dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率，按下式计算：
Pr_dBm＝10·log10(Pr)+30
式中，Pr_dBm为dBm表示的无手动增益控制情况下接收机接收功率。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述手动增益控制计算式如下式所示：
MGC＝Pr_dBm-Vr_q
式中，MGC为手动增益控制参数，Vr_q为接收机最佳量化电平。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据，包括：
按照设定尺寸划分全球海洋网格，并根据卫星拟观测区域从已划分的网格中选定网格；
基于选定的网格对所述海域海面风场预报数据进行时空插值处理，得到时空插值后的海面风场预报数据。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动增益控制参数计算式，计算手动增益控制参数，之后还包括：
根据拟观测区域卫星获取的回波数据分析，检验手动增益控制参数是否合理。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据拟观测区域卫星获取的回波数据分析，检验手动增益控制参数是否合理，包括：
判断所述回波数据是否饱和，当回波数据饱和时，手动增益控制参数不合理，调整手动增益控制的参数，直至相同条件下雷达回波数据不饱和为止；
当回波数据不饱和时，手动增益控制参数合理。
10.一种星载合成孔径雷达海洋场景观测雷达增益设置系统，其特征在于，包括：
数据处理模块，用于从海面风场预报产品中获取卫星拟观测区域的海域海面风场预报数据，并对所述海域海面风场预报数据进行处理，得到处理后的海面风场预报数据；
散射系数计算模块，用于将所述处理后的海面风场预报数据以及雷达系统参数作为地球物理模式函数的输入，反演星载SAR观测时刻海面后向散射系数；
手动增益控制参数计算模块，用于基于星载SAR观测时刻海面后向散射系数和处理后的海面风场预报数据结合手动控制参数计算式，计算手动增益控制参数。
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