[发明专利]GNSS-R双基SAR成像机载运动误差补偿模型

说明书

本发明的技术方案提出了GNSS‑R双基SAR成像系统机载接收机运动误差补偿模型，包括对成像区域进行分块划分，属于导航领域。并提取其位置信息。当不同PRN卫星信号目标经过目标点，对机载接收机接收到的GNSS信号进行实时处理。提取该卫星的编号结合采集时刻的卫星星空图，计算该卫星的方位角和高度角，并将直反射信号进行相关处理。比较实际机载接收机运行时产生的位移偏差，利用本模型完成相位误差的补偿。通过直接利用实际回拨信号时延值，在接收机运行视线方向进行一次相位补偿，与直射信号相关处理得到距离向压缩结果，在航向方向进行二次相位补偿，进行方位向傅里叶变换，解耦后取模值，得到目标区域分辨率较高的成像结果。

技术领域

本发明属于导航领域，特别涉及GNSS-R双基SAR成像机载运动误差补偿模型。

背景技术

该模型处理的信号为GNSS卫星信号，其具有以下优势：1.系统自身不发射电磁波信号，而是利用非合作的GNSS卫星作为辐射源，不易被敌方感知，具有很强的生存能力和隐蔽性；2.工作性能优异，可以全天候、昼夜连续工作。3.由于该技术使用的是GNSS信号，地面基站可以直接使用成熟的GNSS接收机或数据采集器，降低了系统的整体部署难度和成本。

GNSS-R SAR成像是以导航卫星信号为信号源利用双基SAR体制对目标区域进行成像的一种无源双站SAR成像系统。SAR成像主要是利用发射机和接收机相对于探测区域的运动而引起的多普勒频移来进行成像的，但收发系统相互运动中产生的误差会影响距离向和方位向分辨率。机载运动误差是指主要由飞机的速度和加速度引起的接收机自身航迹偏离理想航迹，从而改变了接收机对于目标点的距离，导致回波信号相位发生崎变，不仅会影响目标点的成像位置，而且会影响多普勒频率和多普勒调频率，造成主瓣展宽和旁瓣幅值升高，图像轮廓模糊，分辨率降低。

目前，在误差补偿领域的研究中，大多都是基于传统雷达信号，但是针对GNSS-R信号的研究很少，本模型提出GNSS-R双基SAR成像运动误差分析补偿模型，通过对GNSS-R信号处理，达到对运动误差的补偿。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了用于提高误差补偿的GNSS-R双基SAR成像机载运动误差补偿模型。

为了达到上述技术目的，本发明提供了GNSS-R双基SAR成像系统机载接收机运动误差补偿模型，所述运动误差补偿模型包括：

对成像区域进行分块划分，并提取其位置信息；

当不同PRN卫星信号目标经过目标点，对机载接收机接收到的GNSS信号进行实时处理。提取该卫星的编号结合采集时刻的卫星星空图，计算该卫星的方位角和高度角，并将直反射信号进行处理；

比较实际机载接收机运行时产生的位移偏差，完成相位误差的补偿。

可选的，所述运动误差补偿模型包括：

对GNSS直反射信号数据进行捕获和跟踪处理，对跟踪的卫星进行幅值计算

其中，Mag_GNSS为卫星信号幅值，I_P为跟踪环的同相信号，Q_P为跟踪环的正交信号，I_P和Q_P均从跟踪环路中实时获取；

设R₀(t)是理想情况航线下的接收机到目标距离与卫星到目标的距离之和；其中R_R0是t＝0时刻接收机到目标点的最短距离；

飞机的运动误差△R(t)为

△R(t)＝R(t)-R₀(t)  公式二，

其中θ为接收机相对于目标的夹角，且有