[发明专利]一种有源编码辐射定标的信号处理方法

说明书

技术领域

本发明属于高精度定量遥感技术领域，具体涉及一种有源编码辐射定标的信号处理方法。

背景技术

空间对地观测技术是航天技术的重要研究方向之一，利用卫星的观测可使人类能够充分了解和清醒认识自己的家园。到上世纪末，全世界共发射了五千多颗卫星，迄今为止人们已经获得了大量的微波遥感图像数据，它们被广泛应用于自然灾害预报、资源勘测、导航通讯和军事观察等众多领域，在一定程度上取得了成功的应用。但是在这些实际的应用过程中，大量微波遥感图像的使用却仍处在定性遥感阶段，只能回答“是什么”，不能回答“是多少”的问题。为了解决“是多少”的问题，必须进行微波遥感图像的定量分析。微波遥感图像的定量分析需要建立遥感图像与目标雷达截面积或散射系数之间的定量关系，这种定量关系的确定通过辐射定标方法实现。对遥感图像中每一个像素的灰度值所代表的该分辨单元的雷达截面积进行精确和正确的测定构成了微波遥感图像辐射定标的全部内容。

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称为SAR)是一种全天候、全天时高分辨率微波遥感成像系统，SAR的运动轨迹方向被定义为方位向，SAR天线指向方向被定义为距离向。在方位向上，SAR通过载体的运动，将一个小口径的天线合成一个大孔径的天线阵列，从而提高方位向分辨率。在距离向上，SAR发射高稳定度的线性调频(LinearFrequency Modulate，简称为LFM)脉冲并采用脉冲压缩方法，可以提高距离向分辨率。因此，SAR能够获得较高的二维分辨能力，在军事侦察、地理遥感等方面有着广泛的应用。

合成孔径雷达能够得到广泛应用的基础工作之一是SAR辐射定标。为了有效提高SAR辐射定标的精度，近年来基于SAR编码转发器的合成孔径雷达辐射定标技术成为重点研究方向之一。因为SAR转发器对合成孔径雷达发射信号进行了编码处理，所以经过SAR转发器后的编码信号与地物背景信号可以有效分离。当使用与编码转发信号匹配的滤波器进行SAR辐射定标处理时，背景信号就会被抑制。对背景信号的抑制可以提高SAR辐射定标的精度和效率。

为了完成辐射定标工作，需要使用已知雷达截面积的天然或人造目标作为地面标准参考目标。有源编码转发器(Active Coded Transponder，简称ACT)具有较小的物理尺寸，它通过调节其内部放大器的增益获得较大的雷达截面积。虽然有源转发器解决了较小的物理尺寸与雷达截面积之间的矛盾，但是有源转发器过强的转发信号会干扰或压制正常地物的成像，不利于微波遥感图像的正确使用。通过对有源转发器转发信号的编码，可以使作为地面标准参考目标的转发信号从背景杂波中分离出来，大量的地物杂波被抑制掉，有源编码辐射定标信号突出表现出来，可以获得较高的信杂比，大大减弱了地物杂波对辐射定标系数的影响，有利于遥感图像辐射定标精度的提高，同时也降低了对定标场地信杂比的要求。

通过移相器实现脉冲到脉冲之间转发信号的相位编码虽然简单实用，但是这种工作模式要求微波遥感探测器与有源编码转发器之间信号同步。如果不同步，同步误差会影响辐射定标系数的正确提取，最终降低遥感图像辐射定标精度。关于有源编码辐射定标信号编码同步的问题，国外现在使用全球定位系统(Global Positioning System，简称为GPS)解决这一问题，但GPS存在设备成本和自身定位精度的问题。特别是当微波探测系统的分辨率提高后，GPS自身的定位精度往往不能满足高精度辐射定标的要求，关于有源编码辐射定标信号编码同步问题目前仍然是一个关键问题。

发明内容

本发明的目的是运用有源编码转发信号的相关特性，实现微波遥感探测器与有源编码转发器之间的信号同步。

本发明提供的一种运用有源编码转发信号相关特征的同步方法的实现过程如下：

步骤一：接收由有源编码转发器发出的有源编码辐射定标信号；

SAR接收到ACT转发的有源编码辐射定标信号。

步骤二：解码有源编码辐射定标信号；

对步骤一接收到的有源编码辐射定标信号进行解码。

步骤三：粗同步处理；

对步骤二中解码后的信号进行循环处理，具体如下：从起始位置开始，依次截取有效合成孔径范围对应的码元长度的信号，然后进入步骤四继续处理。

步骤四：精同步处理；