[发明专利]一种高分辨率SAR卫星距离模糊度性能分析方法

摘要

本发明涉及一种通用的SAR卫星方位模糊度性能精确分析方法，该方法通过沿方位向逐点计算成像点回波强度和模糊点回波强度，得到方位模糊度指标；通过寻找与成像点具有相同的斜距，多普勒频率相差整数倍PRF的模糊点，解方程得到模糊点坐标；充分考虑精确的轨道模型、地球模型、卫星姿态、天线安装位置和角度和天线电扫描角因素，得到成像点和模糊点在SAR卫星天线球面坐标系下的精确坐标；根据成像点在天线方向图方位和距离向主剖面上分量，拟合得到成像点准确的天线增益；通过模糊强度比上成像点回波强度，得到方位模糊度指标。本发明为SAR卫星提供一种通用、准确的方位模糊度指标计算方法。

主权项

1.一种通用的SAR卫星方位模糊度性能精确分析方法，其特征在于步骤如下：(1)根据待分析成像点坐标和瞬时时刻的SAR卫星位置和速度，进行精确地矢量计算，得到瞬时时刻成像点回波的瞬时多普勒频率；(2)根据瞬时时刻SAR卫星位置、速度、姿态、波束扫描角和已知的地面处理系统方位向处理带宽，进行瞬时时刻波束覆盖范围内所有点回波信号的多普勒频率变化范围计算，得到瞬时时刻有用回波信号的带宽范围；(3)根据步骤(1)计算得到的瞬时多普勒频率，并在步骤(2)计算得到的有用回波信号的带宽范围内，判断成像点回波是否在有用回波信号的带宽范围内，如果成像点回波不在有用回波信号的带宽范围内，说明该时刻成像点回波信号将在信号处理中去除掉，回波信号强度和模糊强度不包含在最终的图像中，不对该时刻的成像点回波进行处理；如果成像点回波在有用回波信号的带宽范围内，继续向下执行步骤(4)；(4)根据瞬时时刻精确的轨道模型、地球模型、卫星姿态、天线安装位置和角度和雷达天线电扫描角，进行坐标变换，得到瞬时时刻成像点在天线球面坐标系下的位置坐标；(5)根据步骤(4)计算得到的瞬时时刻成像点在天线球面坐标系下的坐标，进行成像点在SAR卫星天线方位向和距离向主剖面上的离轴角和增益计算，得到瞬时时刻成像点的三维天线方向图增益；(6)根据步骤(5)计算得到的瞬时时刻成像点的三维天线方向图增益，进行回波信号强度计算，得到瞬时时刻成像点回波信号强度，结果将在步骤(14)累加到所有时刻总的成像点回波信号强度中；(7)根据待分析的成像点坐标和瞬时时刻卫星的位置坐标，计算瞬时时刻SAR卫星到成像点的斜距，得到瞬时斜距R_i；(8)根据步骤(1)计算得到的瞬时时刻成像点回波的瞬时多普勒频率、雷达系统脉冲重复频率和模糊数n，n为1到10之间整数，进行瞬时时刻模糊数为n的模糊多普勒频率计算，得到该模糊多普勒频率；(9)根据模糊数为n的方位模糊点位置、步骤(7)得到的瞬时斜距R_i、模糊数为n的方位模糊点回波信号多普勒频率和成像点回波信号多普勒频率，构成三元方程组，进行方程组求解，得到模糊数为n的方位模糊点在地球惯性系下的坐标；(10)根据瞬时时刻精确的轨道模型、地球模型、卫星姿态、天线安装位置和角度和天线电扫描角，进行坐标变换，得到瞬时时刻模糊数为n的方位模糊点在天线球面坐标系下的位置坐标；(11)根据将步骤(10)计算得到瞬时时刻模糊数为n的方位模糊点在天线球面坐标系下的位置坐标，进行方位模糊点对应的方位向和距离向主剖面增益计算，得到瞬时时刻模糊数为n的方位模糊点对应的准确三维天线方向图增益；(12)根据步骤(11)计算得到瞬时时刻模糊数为n的方位模糊点对应的准确三维天线方向图增益，计算模糊点回波信号强度，得到瞬时时刻模糊数为n的方位模糊点回波信号强度；(13)重复步骤(8)‑步骤(12)，计算除之前所涉及的瞬时时刻模糊数为n的方位模糊点外的其他模糊点回波信号强度，得到瞬时时刻所有模糊点回波信号强度，从而最终累加得到瞬时时刻总的模糊信号强度；(14)重复步骤(1)‑步骤(13)，计算除之前所涉及的瞬时时刻的其他时间点的成像点回波信号强度和模糊信号强度，最后累加得到所有时刻总的成像点回波信号强度和模糊信号强度；(15)根据步骤(14)计算得到的所有时刻总的成像点回波信号强度和模糊信号强度，计算模糊度指标，得到最终成像点的方位模糊度指标。