[发明专利]高低轨道SAR星座的探针信号处理方法及装置

说明书

本申请公开了一种高低轨道SAR星座的探针信号处理方法及装置，所述方法包括：将星间链路天线端口接入低频段带通滤波器，接收静止轨道卫星的发射信号，并隔离高频段转发信号；经低频段带通滤波器处理后的信号接入自动增益运算放大器，将低频段带通滤波器处理后的信号进行放大，形成探针信号；将探针信号接入加法器，与地物回波信号进行混合后接入混频器，通过混频器上调频后通过静止轨道卫星进行转发。由于探针信号时延与回波补偿时延存在双倍差异，探针信号干扰在二维回波中倾斜存在，因此去除该信号后，不会影响最后的成像结果。

技术领域

本申请实施例涉及高低轨道合成孔径雷达星座的探针信号处理技术，尤其涉及一种高低轨道SAR星座的探针信号处理方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是天基遥感的重要组成部分，它主动发射微波信号并接收地面目标的散射回波，通过成像处理得到地面高分辨率图像。依赖于微波的主动穿透特性，其可穿透云雨的遮挡、无视阳光照射条件，全天时、全天候对地观测。近年来，随着科技发展与社会进步，天基雷达系统已广泛应用于军事和民用的各个方面，在海洋监测、防灾减灾、植被普查、科学考古、地理测绘等方面都发挥了重要作用。

现有SAR卫星均飞行在近圆、近地轨道上(Low Earth Orbit，LEO)，受限于观测幅宽和轨道周期的物理限制，单颗LEO-SAR卫星仅能对特定地区提供约每1～2天1次的观测，完全重轨观测需要近1个月的时间；另外，由于多数SAR卫星都飞行在极地轨道上，其仅能提供每天特定两个时间段的观测信息。以上两个特点，大大制约了SAR卫星数据的时效性。采用多星、多轨道系统，能够缩短重访周期。这种性能的提升伴随着制造、发射成本的线性增加，受制于能效比，现有的多星系统仅开展了四星左右的星座规划。约半日的重访周期依然无法满足突发灾害和应急观测需求。由于雷达卫星需要具备高功率发射机、大尺寸天线和太阳能帆板、高速AD采样和数传等能力，其小型化、廉价化发展速度相比于光学遥感卫星依然较慢，多星组网潜力不大。

MirrorSAR技术的提出，使得伴飞式双站-多站系统得以实现，该技术使用模拟转发系统替代传统双站的数字接收机，大幅降低系统制造成本，同时解决了载频信号相位同步问题。针对以上思想，一种高-低轨道SAR星座(ConGaLSAR)得以构建：在地球静止轨道上放置一颗大功率发射卫星，同时在低轨上布置多颗转发式卫星，达到高重访、短积累时间的目的。转发模式的引入，导致观测几何模型中出现了难于准确计算的双星传输时延，令SAR成像几何模型变得复杂且不可控。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种高低轨道SAR星座的探针信号处理方法及装置。

根据本申请的第一方面，提供一种高低轨道SAR星座的探针信号处理方法，包括：

将星间链路天线端口接入低频段带通滤波器，接收静止轨道卫星的发射信号，并隔离高频段转发信号；经低频段带通滤波器处理后的信号接入自动增益运算放大器，将低频段带通滤波器处理后的信号进行放大，形成探针信号；

将探针信号接入加法器，与地物回波信号进行混合后接入混频器，通过混频器上调频后通过静止轨道卫星进行转发。

优选地，所述方法还包括：

对静止轨道卫星下传的原始数据进行脉冲压缩；所述原始数据包含探针信号数据和地面回波信号数据；

对脉冲压缩后的原始数据进行相关运算，获取一系列的尖峰脉冲；

计算尖峰脉冲的绝对时延，并将该系列绝对时延进行时间多项式拟合，去除噪声和误差干扰；利用拟合参数，得到每个时刻静止轨道卫星与转发卫星之间的准确时延。

优选地，所述对静止轨道卫星下传的原始数据进行脉冲压缩，包括：

假设随时间t变化的静止轨道卫星与转发卫星的间距为R(t)，则静止轨道卫星接收到的信号S(t)为：