[发明专利]一种机载顺轨干涉SAR系统的外场定标方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达探测技术领域，尤其涉及一种机载顺轨干涉SAR系统的外场定标方法。

背景技术

顺轨干涉合成孔径雷达(AlongTrackInterferometricSyntheticApertureRadar:ATISAR)是一种适用于测量慢速运动目标的技术。对于机载顺轨干涉SAR系统，通常利用两个沿载机飞行方向放置的天线以一定的时间间隔先后对同一场景进行成像。两个接收通道的成像结果进行干涉处理时，静止目标对应的相位相互抵消而运动目标对应的干涉相位不为零且与目标的径向速度成正比，由此可以根据干涉相位检测运动目标并估计运动目标的径向速度，然而顺轨干涉SAR的测速精度受到多种误差因素制约，包括运动目标与背景之间的信噪比，顺轨基线误差、干涉相位(顺轨干涉通道间固定相位偏差、交轨相位)误差、定标场地等，直接影响影响地面运动目标测速的准确性。

虽然国内外已开展了大量机载顺轨干涉SAR系统的实验，获取了大量的数据，但往往仅用已知速度的运动目标来检验顺轨干涉SAR的测速性能，缺乏完整的外场定标方法，具体包括以下几点不足：

(1)忽略定标中可能存在的交轨干涉相位；

(2)运动目标大小的选取及运动目标的运动状态设计考虑不全面；运动目标自身的速度和位置精度有限，难以满足高精度机载顺轨干涉SAR测速性能和运动目标定位的要求；

(3)由于载机航向与运动目标运动方向垂直，且地面难以精确获知载机何时通过运动目标区域，造成获取运动目标图像的机率较低，难以获得有效运动目标数据。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种机载顺轨干涉SAR系统的外场定标方法，考虑到了机载顺轨干涉SAR系统定标中可能存在的交轨干涉相位问题，满足高精度机载顺轨干涉SAR系统测速性能和运动目标定位的要求，提高了顺轨干涉SAR系统外场定标的效率。

(二)技术方案

本发明提供一种机载顺轨干涉SAR系统的外场定标方法，包括：

步骤1，选择定标场地，并根据定标场地坐标设计定标航线；

步骤2，采用装载在车辆上的一对开口方向相反的三面角反射器及GPS接收机组成运动目标，并确定运动目标的径向速度及尺寸大小；

步骤3，根据顺轨干涉SAR系统参数和运动目标的径向速度，计算运动目标相对于静止目标的方位向偏移及方位向间距；

步骤4，根据该方位向间距，沿距离向布设多个三面角反射器，作为多个静止目标，并测量该静止目标的三维坐标；

步骤5，根据定标场地坐标，布设地面GPS基站和运动目标GPS流动站；

步骤6，使两个运动目标按照径向速度在定标场地道路的两端相向往复运动，并使顺轨干涉SAR系统载机按定标航线飞行，采用所述地面GPS基站和运动目标GPS流动站记录数据；

步骤7，对定标场地进行成像处理后，进行交轨干涉定标处理及顺轨干涉定标处理。

(三)有益效果

本发明具有以下优点：

(1)本方法给出了运动目标大小和径向速度的计算方法，满足高精度机载顺轨干涉SAR系统测速性能和运动目标定位的要求；

(2)本方法通过双向布置的运动目标，大大提高获取运动目标图像的几率，提高了顺轨干涉SAR系统外场定标的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机载顺轨干涉SAR系统外场定标方法流程图。

图2为本发明实施例中的运动目标示意图。

图3为本发明实施例中不同信噪比条件下的顺轨干涉测速精度示意图。

具体实施方式

本发明提供一种机载顺轨干涉SAR系统的外场定标方法，计算运动目标的径向速度及尺寸大小，在此基础上计算运动目标相对于静止目标的方位向偏移及方位向间距，根据该方位向间距布设静止目标，在外场定标时，使两个运动目标按照径向速度在定标场地道路的两端相向往复运动，采用地面GPS基站和运动目标GPS流动站记录数据，在成像处理后，进行交轨干涉定标处理及顺轨干涉定标处理。本发明考虑到了交轨干涉相位问题，满足高精度机载顺轨干涉SAR系统测速性能和运动目标定位的要求，提高了外场定标的效率。

根据本发明的一种实施方式，机载顺轨干涉SAR系统的外场定标方法包括：

步骤1，选择定标场地，并根据该定标场地坐标设计定标航线；

步骤2，采用装载在车辆上的一对开口方向相反的三面角反射器及GPS接收机组成运动目标，并确定运动目标的径向速度及尺寸大小；