Topsar系統參數工程設計方法

2023-09-19 17:52:40

專利名稱：Topsar系統參數工程設計方法
技術領域：
本發明屬於航天和微波遙感的交叉技術領域，特別涉及一種針對星載SAR
(Synthetic Aperture Radar,合成孔徑雷達)新的工作模式-TOPSAR (Terrain
Observation by Progressive scans Synthetic Aperture Radar,方位向電掃描合成孑L徑雷達)的系統參數工程設計方法。
背景技術：
掃描模式是星載SAR實現寬測繪帶的重要工作模式，傳統的掃描模式由於方位向天線加權不均勻，會受到扇貝效應的影響，對扇貝效應進行補償比較困難，限制了傳統的掃描模式的應用。TOPSAR是星載SAR的一種全新工作模式，該模式通過天線在方位向上掃·描，解決了傳統掃描模式系統的扇貝效應等問題。這種工作模式自2006年提出，已經在TerraSAR-X上實驗成功，所得到的圖像幾乎完全沒有扇貝效應。據報導，這種工作模式也將計劃用於歐空局最新的SAR衛星Sentinel-1。目前，對TOPSAR的研究主要集中在成像處理方法方面。尚未有資料提出系統參數工程設計方法。

發明內容
本發明的目的是提出適於工程設計的TOPSAR系統參數工程設計方法，應用於TOPSAR系統參數設計。本發明技術方案的思路是已知衛星參數、雷達參數、波位參數，在滿足整個測繪帶的圖像連續而均勻的前提下，根據設計指標和待設計系統參數之間的定量關係，提出適於工程設計的系統參數設計方法。TOPSAR待設計系統參數包括方位處理角、方位解析度、掃描速率、各子測繪帶的工作時間和掃描周期。整個測繪帶的圖像連續而均勻是指(1)各子測繪帶有一致的方位解析度；(2)各子測繪帶有一致的方位模糊性能；(3)要保證在方位向的連續成像。本發明技術方案是已知衛星參數和雷達參數衛星速度Vs，星載SAR信號波長入，波束切換時間Te，天線掃描角為p時對應的雙程天線方向圖函數&( )，天線波束3dB寬度0 O3tfflo已知波位參數脈衝重複頻率/f，波束腳印速度=，中心斜距<，上標i表示第i個子測繪帶，i = Ns為子測繪帶數目。系統設計要求各子測繪帶有一致的方位解析度，各子測繪帶的中心方位模糊度必須小於等於AASRtl，各子測繪帶的掃描角度必須小於等於爐max，各子測繪帶的方位模糊度惡化必須小於等於AASRdettl,各子測繪帶的NESZ(Noise Equivalent Sigma Zero,等效噪聲係數)惡化必須小於等於NESZdrttl,方位向重疊率不小於e。第一步方位處理角設計對第i個子測繪帶，進行下述處理
令
權利要求
1 . 一種方位向電掃描合成孔徑雷達系統參數工程設計方法，其特徵在於，包括下述步驟 已知衛星參數和雷達參數衛星速度Vs，星載合成孔徑雷達信號波長λ，波束切換時間Τ,，天線掃描角為P時對應的雙程天線方向圖函數Gd·)，天線波束3dB寬度Θ _ ； 已知波位參數脈衝重複頻車廣'波束腳印速度，中心斜距#，上標i表示第i個子測繪帶，i = IX, Ns為子測繪帶數目； 系統設計要求各子測繪帶有一致的方位解析度，各子測繪帶的中心方位模糊度小於等於AASR0,各子測繪帶的掃描角度小於等於％^，各子測繪帶的方位模糊度惡化小於等於AASTdettl，各子測繪帶的等效噪聲係數NESZ惡化小於等於NESZdettl，方位向重疊率不小於e ；第一步方位處理角設計對第i個子測繪帶，進行下述處理 令
全文摘要
本發明提供一種TOPSAR系統參數工程設計方法。技術方案是已知衛星參數、雷達參數、波位參數，在滿足整個測繪帶的圖像連續而均勻的前提下，根據設計指標和待設計系統參數之間的定量關係，設計出適於工程設計的系統參數。TOPSAR待設計系統參數包括方位處理角、方位解析度、掃描速率、各子測繪帶的工作時間和掃描周期。本發明可使設計結果中的各子測繪帶有一致的方位解析度，並且各子測繪帶的中心方位模糊度，方位模糊度惡化，NESZ惡化和方位向重疊率均滿足指標要求。本發明設計的TOPSAR系統參數，可使TOPSAR工作中整個測繪帶的圖像連續而均勻。
文檔編號G01S13/90GK102967861SQ201210395168
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者黃海風, 陳祺, 董臻, 張永勝, 何峰, 餘安喜, 杜湘瑜, 孫造宇, 金光虎, 何志華, 李力, 馬喜樂 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學