[发明专利]一种背景电离层对GEOSAR成像影响分析方法及其验证方法

摘要

本发明公开了一种背景电离层对GEO SAR成像影响分析方法，该方法首先根据GEO SAR卫星的弯曲轨迹特性，建立基于范数的弯曲轨迹斜距c模型；然后获得背景电离层影响下的GEO SAR回波信号，提取信号参数，测量GEOSAR卫星传播路径上的TEC数据；计算并判断距离向二次相位误差是否超过阈值T1、或者距离向三次相位误差是否超过阈值T2，若是，则背景电离层对距离向聚焦效果产生影响；计算并判断方位向二次相位误差是否超过阈值T1、或者方位向三次相位误差是否超过阈值T2，若是，则背景电离层对方位向聚焦效果产生影响；本发明同时提出了针对上述方法的验证方法。该方法适用于对背景电离层影响下的GEO SAR成像质量进行分析。

主权项

一种背景电离层对GEO SAR成像影响分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，根据GEO SAR卫星的弯曲轨迹特性，建立基于范数的弯曲轨迹斜距模型r(ta)＝r0+q1·(ta)+q2·(ta)2+q3·(ta)3+…+qN·(ta)N，其中r0为GEO SAR发射信号的中心斜距，q1～qN为r(ta)相对于慢时间的1至N阶导数，ta为方位向慢时间；步骤二、获得背景电离层影响下的地球同步轨道合成孔径雷达GEO SAR回波信号，提取信号中心频率f0、带宽B、合成孔径时间Ta、以及方位向信号调频率fdr，测量GEOSAR卫星传播路径上的电离层电子总含量TEC数据，并对TEC数据进行多项式拟合获得常数项TEC0、一次项系数k1、二次项系数k2以及三次项系数k3；步骤三，计算距离向二次相位误差φrange2、距离向三次相位误差φrange3、方位向二次相位误差φazimuth2以及方位向三次相位误差φazimuth3；φrange2=2πcf0·(-80.6·TEC0f02+((q1+40.3k1f02)3(q3+40.3k3f02)16·(q2+40.3k2f02)3-q13·q316·q23))·B2]]>φrange3=2πcf02·(80.6·TEC0f02+((q1+40.3k1f02)3(q3+40.3k3f02)16·(q2+40.3k2f02)3-q13·q316·q23))·B3]]>φazimuth2=πcf0·(1(q2+40.3k2f02)·(14+3(q1+40.3k1f02)(q3+40.3k3f02)8(q2+40.3k2f02)2)-1q2·(14+3·q1q38·q22))·(fdr·Ta)2]]>φazimuth3=πc216f02·((q3+40.3k3f02)(q2+40.3k2f02)3-q3q23)·(fdr·Ta)3]]>其中，c为光速；步骤四、当距离向二次相位误差φrange2超过二次相位误差阈值T1，或距离向三次相位误差φrange3超过三次相位误差阈值T2时，背景电离层对距离向聚焦效果产生影响；当方位向二次相位误差φazimuth2超过二次相位误差阈值T1，或方位向三次相位误差φazimuth3超过三次相位误差阈值T2时，背景电离层对方位向聚焦造成影响。