[发明专利]一种远程雷达标校卫星系统及其标校方法

说明书

本发明一种远程雷达标校卫星系统，包括：测控运控中心，用于完成卫星发射和早期轨道段的测控任务，以及长期运行段的测控管理、载荷数据接收任务；地面应用系统，用于标校卫星服务规划，精轨数据处理，并为各用户发布精密卫星轨道；反射式雷达标校卫星，为地面反射式雷达设备标校提供RCS基准与精确位置基准；应答式测控设备标校卫星，为地面应答式测控设备标校提供精确位置基准。本发明可充分利用现有技术资源，最大限度地满足用户的标校需求，积极拓展标校卫星的应用范围。本发明可充分利用现有技术资源，最大限度地满足用户的标校需求，积极拓展标校卫星的应用范围。

技术领域

本发明一般地涉及雷达标校技术领域。更具体地，本发明涉及一种远程雷达标校卫星系统及其标校方法。

背景技术

标校卫星将建立起天基目标散射特性基准和目标运动状态基准，为地面探测设备标校、鉴定提供服务，并为探测技术研究与验证提供支撑。

目标散射特性基准包括窄带雷达散射特性与宽带雷达散射特性。窄带雷达散射特性的主要表征量为雷达散射截面(RCS)，RCS反映了目标整体对雷达电磁波的散射能力，是最基本的目标特性测量参数。宽带雷达散射特性主要包括雷达一维像，ISAR像，实现对目标的精确识别。通过建立多散射点的宽带雷达散射特性基准，可为宽带雷达成像性能鉴定提供比较标准。目标运动状态基准包括目标的平动与微动。目标的平动包括目标的时间、位置、速度，以及基于上述信息处理得到的加速度等状态，目标的平动表征了目标整体的运动状态。微动是由目标部件运动引起的，包括转动、振动、进动、章动等信息，目标微动表征了不同目标的细微运动特性差异，对于目标识别具有重要意义。

探测设备输出的测量数据包括大量系统性误差，必须经过系统误差标校，进行实时或事后测量数据修正，才能确保测量数据的精度。新研或改造探测设备在正式执行任务之前，需开展检验与鉴定，评估其各项性能指标是否满足设计要求，设备是否具备执行任务条件。探测设备检验与鉴定包括设备的动态性能检验、动态精度鉴定两部分内容。利用标校卫星精确已知的散射特性、运动状态，不仅可为轨道处理、雷达信号处理、目标识别等探测技术研究提供支持，而且也可为空间大气参数反演、地球重力场参数反演、空间链路衰减模型建模、导航星系统完好性监测等其它应用研究提供技术服务。

随着新型探测设备的发展，现有基于标校塔、飞机、RCS标准球的鉴定与标校方法已无法完全满足任务的需求，以下表1给出了各类标校方法的综合比较。

然而，上述标校方法主要存在以下不足：

一是无法满足远程雷达标校需求。为提高设备作用距离，远程雷达通常采用大时宽脉冲工作，主要工作脉宽都在毫秒量级，距离盲区都在百公里以上。标校塔一般建在距设备几千米处；校飞时受飞行高度限制，飞机与设备距离一般在百千米以内；放飞的RCS标校球只能达到几十千米的距离，现有设备均处于远程雷达工作盲区内。

二是动态标校效果受限。固定标校塔为静态目标，建设高度有限，设备标校时仅能在几个固定方位的低仰角下标校，无法在设备的主要工作范围内进行标校，不能准确反映一些耦合误差项、以及与天线运动特性相关误差项的特性。利用标校球标校RCS时，标校计算时采用的都只是铝球的理论RCS，则气球本身的雷达散射截面将直接影响标校结果的精确性。

三是无法满足机动设备标校需求。无法通过建设标校塔方式满足机动设备在不同机动阵地的标校需求。此外，为满足设备远场标校与标校仰角的要求，标校塔建设规模、代价也越来越大，超出一定规模后，已不具备建设的技术可行性与经济可行性。

四是无法提供国外测站服务。飞机校飞时只能在国内实施，需要依托国内的机场、飞行部队，飞机校飞的方式无法为国外测站、远洋测量船提供设备检验与鉴定服务。

五是组织实施复杂。飞机校飞、标校球释放等都受到天气、管理、协调、场地选择、综合保障等多方面因素制约，组织流程复杂，组织协调难度较大，校飞活动很难按照预定时间节点完成。