[发明专利]用于精确获取卫星雷达天线波束指向的方法

说明书

本发明提供了一种用于精确获取卫星雷达天线波束指向的方法，包括以下内容：(1)卫星配备微波发射天线、激光发射器和星敏感器，其中发射天线和激光发射器具有共同的参考基准，发射天线位于卫星雷达天线前方且指向雷达天线；(2)发射天线向雷达天线发射微波，雷达天线接收并获取发射天线坐标系下微波波束方向，反演获取发射天线坐标系下雷达天线对外发射微波时波束指向；(3)在(2)同时激光发射器发射激光进入星敏感器，由星敏感器获取光束指向和激光发射器在星敏感器坐标系下的位置。本发明通过星上光学基准和微波电性基准转换，将微波波束指向信息直接转换到卫星星敏感器坐标系下描述，精确获取波束在轨指向信息。

技术领域

本发明涉及卫星领域，具体地，涉及一种用于精确获取卫星雷达天线波束指向的方法。

背景技术

合成孔径雷达是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机、卫星等飞行平台上实施全天时、全天候对地观测。由于其中灾害监测、环境监测、海洋观测和资源勘察等应用方面具有独特的优势，因此越来越受到世界各国的重视。特别是随着近年来航天技术的快速发展，雷达载荷也越来越多的应用到航天对地观测中，相继出现了相控阵形式、抛物面形式等类型的星载微波雷达载荷。

对于星载微波雷达载荷而言，其首要的应用是对地观测成像，因此，不论是平板形式星载雷达载荷还是抛物面形式星载雷达载荷，提高其成像性能是其首要目标。而影响星载雷达载荷成像性能的因素包括卫星雷达载荷和平台、地面处理和地面测控系统等多个方面。这些影响因素部分之间存在相互制约关系，部分为相互补充，相互之间存在着较为复杂的关联关系。其中，雷达载荷微波波束指向精度涉及卫星雷达载荷、平台、地面处理等多个方面，是影响雷达成像性能的重要影响因素之一。

对于卫星雷达载荷而言，采取相应措施提高其微波波束指向精度，能够显著改善微波波束的方向偏离，增强对预定目标观测的稳定度和能量强度，进而能够极大的提高观测成像性能。

虽然为提高星载雷达载荷微波波束指向精度已进行较多的研究和工程实施方面的尝试，但仍存在着系统原理简化程度较高、工程应用实施较为复杂、受空间环境诸如轨道热环境等影响较大等不足。

针对这些应用不足，本发明提供了一种用于精确获取卫星雷达天线波束指向的方法，为了从工程实施层面解决已有技术的诸多制约因素和不足。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于精确获取卫星雷达天线波束指向的方法，其通过星上光学基准和微波电性基准转换，将微波波束指向信息直接转换到卫星星敏感器坐标系下描述，精确获取了微波波束相对轨道的指向信息。

根据本发明的一个方面，提供一种用于精确获取卫星雷达天线波束指向的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，卫星配备微波发射天线、激光发射器和星敏感器，其中发射天线和激光发射器具有共同的参考基准，发射天线位于卫星雷达天线前方且指向雷达天线；步骤二，在发射天线上建立坐标系并表征微波辐射方向；步骤三，发射天线向雷达天线发射微波并由雷达天线接收，获取发射天线坐标系下微波波束方向并反演获取发射天线坐标系下雷达天线对外发射微波时的波束指向；步骤四，在发射天线发射微波同时激光发射器发射激光光束进入卫星星敏感器；步骤五，获取在星敏感器所描述的坐标系下的激光光束指向和激光发射器的位置，并根据发射天线和激光发射器共同参考基准，将步骤二所获取的发射天线坐标系下雷达天线对外发射微波时的波束指向转换到星敏感器所描述的坐标系下表征；步骤六，基于星敏感器所描述的坐标系，将通过星敏感器获取的卫星姿态参数、步骤五获取的雷达天线波束指向、星敏感器光轴指向等进行数据融合处理，即可精确获取卫星在轨期间雷达天线对外发射微波时波束指向。

优选地，所述发射天线位于雷达天线前方且指向雷达天线。

优选地，所述激光发射器与发射天线具有共同的参考基准。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：