CN116299246B - 一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法，包括如下步骤：步骤1、测量内定标器增益和相位稳定性、内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性，以及天线定标网络插入损耗和相位稳定性；步骤2、计算内定标器精度、内定标互连电缆精度和天线定标网络精度；步骤3、根据步骤1、步骤2的计算结果得到合成孔径雷达系统内定标精度。本发明用于对合成孔径雷达系统中的内定标精度进行计算和评定。

Description

一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法
技术领域
本发明属于合成孔径雷达（SAR）内定标技术领域，具体涉及一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法。
背景技术
SAR系统的内定标是利用系统内部设备将定标信号注入到雷达数据流中，监测雷达系统性能的过程。内定标是SAR系统正常工作过程中的一个组成部分，其数据与成像数据一样被记录和下传给地面处理器。SAR系统内定标的目的是测量出SAR系统内部影响SAR成像质量的各种不确定因素，在数据处理过程中去除其影响，建立图像强度与地物后向散射系数的精确关系，是实现SAR定量遥感的关键技术。
衡量SAR系统内定标能力的一个主要参数是“内定标精度”，该参数的计算和评定方法直接影响SAR系统辐射定标和相位定标精度。对于越来越多的SAR系统，必须采用正确且一致的方法对“内定标精度”这一参数进行评定。目前国内还无具体阐述内定标精度评定的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法，用于对合成孔径雷达系统中的一个重要参数“内定标精度”进行计算和评定。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法，包括如下步骤：
步骤1、进行测试，测量内定标器增益和相位稳定性、内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性，以及天线定标网络插入损耗和相位稳定性；
步骤2、进行数据处理，计算内定标器精度、内定标互连电缆精度和天线定标网络精度；
步骤3、根据步骤1的测试、步骤2的数据处理的结果得到合成孔径雷达系统内定标精度。
进一步地，所述内定标精度包括内定标器精度、内定标互连电缆精度、天线定标网络的精度和内定标精度。
进一步地，所述步骤1中的所述测试包括：
（1）内定标器增益和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，分别测量内定标器参考定标、接收定标和发射定标的增益和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果；
（2）内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，测量内定标互连电缆的插入损耗和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果；
（3）天线定标网络插入损耗和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，测量天线定标网络的插入损耗和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果。
进一步地，所述步骤2中的数据处理的方法包括：
（1）内定标器精度：
设在温度点时，内定标器参考定标、接收定标和发射定标测得的增益值分别为、/>和/>，相位分别为/>、和/>，则该温度点对应的内定标器增益为：
(1)
该温度点对应的内定标器相位为：
(2)
式中， 为第i个测量温度点；/> 、/>为温度点/>的内定标器增益和相位；/>、/>为温度点/>内定标器接收定标增益和相位；/>、/>为温度点/>内定标器发射定标增益和相位；、/>为温度点/>内定标器参考定标增益和相位；
则内定标器的幅度精度和/>相位精度近似为测量值与其均值之间的最大差值，/>为标准差，即：
(3)
(4)
式中，、/>为内定标器的/>幅度精度和/>相位精度； 、/>为内定标器增益和相位测量值的均值；/> 为测量温度点总数；
（2）内定标互连电缆的精度：
设在温度点测得的内定标互连电缆插入损耗值为/>、相位为，则内定标互连电缆的/>幅度精度和/>相位精度近似为测量值与其均值之间的最大差值，即：
(5)
(6)
式中，、/>为内定标互连电缆的/>幅度精度和/>相位精度；/>、/>为内定标互连电缆插入损耗和相位测量值的均值；
（3）天线定标网络的精度：
设在温度点测得的天线定标网络插入损耗值为/>、相位为，则天线定标网络的/>幅度精度和/>相位精度为测量值与其均值之间的最大差值，即：
(7)
(8)
式中：、/>为天线定标网络的/>幅度精度和/>相位精度；/>、/>为天线定标网络插入损耗和相位测量值的均值。
进一步地，所述步骤3包括：
合成孔径雷达系统内定标幅度精度的计算公式为：
(9)
式中： 为SAR系统内定标/>幅度精度；/> 为内定标器的幅度精度；/>为内定标互连电缆的/>幅度精度；/> 为天线定标网络的/>幅度精度。
合成孔径雷达系统内定标相位精度的计算公式为：
(10)
式中， 为SAR系统内定标/>相位精度；/> 为内定标器的相位精度；/>为内定标互连电缆的/>相位精度；/> 为天线定标网络的/>相位精度。
有益效果：
本发明给出一种合成孔径雷达系统内定标精度的评定方法。该方法用于对合成孔径雷达系统中的一个重要参数“内定标精度”进行计算和评定。目前国内未见具体阐述内定标精度评定的方法。衡量SAR系统内定标能力的一个主要参数是“内定标精度”，该参数的计算和评定方法直接影响SAR系统辐射定标和相位定标精度。对于越来越多的各种不同平台、不同频段、不同工作模式的SAR系统，本发明采用正确且一致的方法对“内定标精度”这一参数进行评定，进而得到准确的SAR系统辐射定标和相位定标数据，以利于多平台获取SAR数据的综合应用和定量遥感的实现。
附图说明
图1为本发明的一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明的一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法包括如下步骤：
步骤1、进行测试，测量内定标器增益和相位稳定性、内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性，以及天线定标网络插入损耗和相位稳定性；
步骤2、进行数据处理，计算内定标器精度、内定标互连电缆精度和天线定标网络精度；
步骤3、根据步骤1的测试、步骤2的数据处理的结果得到合成孔径雷达系统内定标精度。
合成孔径雷达系统内定标精度评定包括测试和数据处理两部分，评定内容包括内定标器精度，内定标互连电缆精度，天线定标网络的精度，内定标精度。
所述测试包括：
（1）内定标器增益和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，分别测量内定标器参考定标、接收定标和发射定标的增益和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果。
（2）内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，测量内定标互连电缆的插入损耗和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果。
（3）天线定标网络插入损耗和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，测量天线定标网络的插入损耗和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果。
所述数据处理方法包括：
（1）内定标器精度：
设在温度点时，内定标器参考定标、接收定标和发射定标测得的增益值分别为、/>和/>，相位分别为/>、和/>，则该温度点对应的内定标器增益为：
(1)
该温度点对应的内定标器相位为：
(2)
式中： 为第i个测量温度点；/> 、/>为温度点/>的内定标器增益和相位；/>、/>为温度点/>内定标器接收定标增益和相位；/>、/>为温度点/>内定标器发射定标增益和相位；、/>为温度点/>内定标器参考定标增益和相位。
则内定标器的幅度精度和/>相位精度近似为测量值与其均值之间的最大差值，/>为标准差，即：
(3)
(4)
式中：、/>为内定标器的/>幅度精度和/>相位精度； 、/>为内定标器增益和相位测量值的均值；/> 为测量温度点总数。
（2）内定标互连电缆的精度：
设在温度点测得的内定标互连电缆插入损耗值为/>、相位为，则内定标互连电缆的/>幅度精度和/>相位精度近似为测量值与其均值之间的最大差值，即：
(5)
(6)
式中：、/>为内定标互连电缆的/>幅度精度和/>相位精度；/>、/>为内定标互连电缆插入损耗和相位测量值的均值。
（3）天线定标网络的精度：
设在温度点测得的天线定标网络插入损耗值为/>、相位为，则天线定标网络的/>幅度精度和/>相位精度为测量值与其均值之间的最大差值，即：
(7)
(8)
式中：、/>为天线定标网络的/>幅度精度和/>相位精度；/>、/>为天线定标网络插入损耗和相位测量值的均值。
计算内定标精度包括：
合成孔径雷达系统内定标幅度精度的计算公式为：
(9)
式中： 为SAR系统内定标/>幅度精度；/> 为内定标器的幅度精度；/>为内定标互连电缆的/>幅度精度；/> 为天线定标网络的/>幅度精度。
合成孔径雷达系统内定标相位精度的计算公式为：
(10)
式中： 为SAR系统内定标/>相位精度；/> 为内定标器的相位精度；/>为内定标互连电缆的/>相位精度；/> 为天线定标网络的/>相位精度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、进行测试，测量内定标器增益和相位稳定性、内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性，以及天线定标网络插入损耗和相位稳定性；
步骤2、进行数据处理，计算内定标器精度、内定标互连电缆精度和天线定标网络精度；数据处理的方法包括：
（1）内定标器精度：
设在温度点时，内定标器参考定标、接收定标和发射定标测得的增益值分别为、/>和/>，相位分别为/>、和/>，则该温度点对应的内定标器增益为：
(1)
该温度点对应的内定标器相位为：
(2)
式中， 为第i个测量温度点；/> 、/>为温度点/>的内定标器增益和相位；/>、/>为温度点/>内定标器接收定标增益和相位；、/>为温度点/>内定标器发射定标增益和相位；、/>为温度点/>内定标器参考定标增益和相位；
则内定标器的幅度精度和/>相位精度近似为测量值与其均值之间的最大差值， />为标准差，即：
(3)
(4)
式中，、/>为内定标器的/>幅度精度和/>相位精度； 、/>为内定标器增益和相位测量值的均值；/> 为测量温度点总数；
（2）内定标互连电缆的精度：
设在温度点测得的内定标互连电缆插入损耗值为/>、相位为，则内定标互连电缆的/>幅度精度和/>相位精度近似为测量值与其均值之间的最大差值，即：
(5)
(6)
式中，、/>为内定标互连电缆的/>幅度精度和/>相位精度；/>、/>为内定标互连电缆插入损耗和相位测量值的均值；
（3）天线定标网络的精度：
设在温度点测得的天线定标网络插入损耗值为/>、相位为，则天线定标网络的/>幅度精度和/>相位精度为测量值与其均值之间的最大差值，即：
(7)
(8)
式中：、/>为天线定标网络的/>幅度精度和/>相位精度；/>、/>为天线定标网络插入损耗和相位测量值的均值
步骤3、根据步骤1的测试、步骤2的数据处理的结果得到合成孔径雷达系统内定标精度，包括：
合成孔径雷达系统内定标幅度精度的计算公式为：
(9)
式中： 为SAR系统内定标/>幅度精度；/> 为内定标器的/>幅度精度；/>为内定标互连电缆的/>幅度精度；/> 为天线定标网络的/>幅度精度；
合成孔径雷达系统内定标相位精度的计算公式为：
(10)
式中， 为SAR系统内定标/>相位精度；/> 为内定标器的/>相位精度；/>为内定标互连电缆的/>相位精度；/> 为天线定标网络的/>相位精度。
2.根据权利要求1所述的一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法，其特征在于，所述内定标精度包括内定标器精度、内定标互连电缆精度、天线定标网络的精度和内定标精度。
3.根据权利要求2所述的一种合成孔径雷达系统内定标精度评定方法，其特征在于，所述步骤1中的所述测试包括：
（1）内定标器增益和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，分别测量内定标器参考定标、接收定标和发射定标的增益和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果；
（2）内定标互连电缆插入损耗和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，测量内定标互连电缆的插入损耗和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果；
（3）天线定标网络插入损耗和相位稳定性测试，只考虑温度影响，测试步骤如下：
在SAR工作温度范围内，每隔一定温度，测量天线定标网络的插入损耗和相位值；重复上述步骤，获得每个温度点的测量结果。
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