[发明专利]一种基于机电联合扫描的SAR卫星在轨性能提升方法

摘要

本发明公开了一种基于机电联合扫描的SAR卫星在轨性能提升方法，包括：将成像场景中心位置回波多普勒频率为零时刻设置为成像中心时刻；设计方位向不同时刻的地面瞄准点；根据卫星到场景的斜距范围，计算瞬时回波时间范围；选择合适的脉冲重复频率；根据卫星天线电扫描能力，确定天线扫描范围；根据电扫描范围和波束扫描步进值，计算驻留脉冲数；按匀速扫描的规律，计算全部时间点天线电扫描角；根据瞬时星历数据、地面瞄准点和瞬时时刻天线电扫描角，利用矢量法计算瞬时成像所需姿态角；判断卫星控制系统是否能实现上述姿态需求；完成参数设计。可见，本发明采用机电联合扫描的方式，实现了在轨相控阵体制SAR卫星图像性能的全面提升。

主权项

1.一种基于机电联合扫描的SAR卫星在轨性能提升方法，其特征在于，包括：确定期望目标方位分辨率ρ_a和期望成像场景长度W_a，以及卫星天线所能提供的最大电扫描范围θ_e和波束扫描步进值d_θ；根据卫星轨道参数，结合卫星仿真工具包STK，确定所有成像时刻的卫星参数；其中，所述卫星参数包括：卫星位置、卫星速度和卫星加速度；根据所述所有成像时刻的卫星参数，确定成像中心时刻；计算成像中心时刻卫星到成像场景中心的斜距R_{st_m}、成像中心时刻多普勒调频率f_a、方位向合成孔径时间T_s、波束足印地面滑动速度和方位向总成像时间T_all；根据计算得到的波束足印地面滑动速度和方位向总成像时间T_all，以及成像场景中心，按等波束地面足印移动速度规律，确定方位向所有成像时刻地面瞄准点；根据所述所有成像时刻的卫星参数，结合已知的雷达天线波束宽度，选择满足设定规则的脉冲重复频率PRF^*；根据计算得到的方位向总成像时间T_all、选择的满足设定规则的脉冲重复频率PRF^*、以及确定的卫星天线所能提供的最大电扫描范围θ_e和波束扫描步进值d_θ，计算得到驻留脉冲数N_p；根据确定的波束扫描步进值d_θ和计算得到的驻留脉冲数N_p，按匀速扫描规律，计算得到所有成像时刻天线电扫描角θ_{e_n}；根据所述所有成像时刻的卫星参数、确定的方位向所有成像时刻地面瞄准点和计算得到的所有成像时刻天线电扫描角θ_{e_n}，利用矢量法计算得到所有成像时刻成像所需姿态角；根据计算得到所有成像时刻成像所需姿态角，结合卫星姿态机动能力，判断卫星控制系统能否实现成像所需的姿态机动，得到判断结果；根据所述判断结果，修正所述期望目标方位分辨率和期望成像场景长度；或，根据所述判断结果，生成指令包。