【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及星载合成孔径雷达成像，具体为一种编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法及设备。
技术介绍
1、为准确描述本文信息，现定义如下：
2、大视角，即星间基线与斜距之比在10-2至10-1量级；大视角对应的星间距离称为远距离。
3、小视角，即星间基线与斜距之比在10-3至10-4量级；小视角对应的星间距离称为近距离。
4、目前星载sar（synthetic aperture radar，合成孔径雷达）技术以单基成像为主，典型系统包括sentinel-1、sarlupe、radarsat和palsar。
5、随着干涉sar技术的发展，编队卫星协同成像成为新的发展方向。受干涉测高精度要求制约，目前只能实现小视角近距离成像，即星间基线与斜距之比在10-3至10-4量级。以德国tandem-x等为典型代表，实现了双星近距离编队成像，典型工作方式包括一发双收、乒乓成像等。近距离双基成像系统忽略卫星之间的位置差异，沿用传统的单基成像模式设计方法，卫星雷达即可获得有效雷达回波数据，实现成像。
6、随着应用需求不断拓展，编队卫星sar系统已不限于干涉测绘，并且不限于只选用单一卫星发射信号。当编队卫星协同成像时，随着星间距离增加，星间基线与斜距之比达到10-2至10-1量级时，沿用传统单基成像模式的设计方法计算出的雷达工作参数不合理，卫星雷达收到无效雷达回波数据，无法成像。
7、需要解决的技术问题为：
8、针对编队卫星大视角协同乒乓sar成像模式下，采用
技术实现思路
1、为了解决现有技术问题，达到编队卫星协同乒乓sar模式实现大视角成像的目的，本申请提供一种编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法及设备。
2、第一方面，提供一种编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法，采取的技术方案如下：
3、获取编队卫星的雷达天线口径和雷达接收通道数；
4、所述编队卫星包括第一卫星和第二卫星；所述第一卫星和所述第二卫星处于相同轨道；所述第二卫星沿飞行方向位置靠前；所述第一卫星沿飞行方向位置靠后，处于跟飞状态；所述第一卫星和所述第二卫星均搭载雷达，且搭载的雷达载荷相同；
5、针对所述编队卫星，基于成像要求的分辨率、幅宽和成像入射角，获取雷达天线口径及接收通道数；
6、获取所述编队卫星的雷达成像斜平面夹角和目标场景中心点坐标；
7、目标场景处于编队卫星中各雷达视场的公共中间区域；
8、所述目标场景中心点坐标基于所述雷达成像斜平面夹角所在的斜平面内；
9、获取所述编队卫星的雷达成像斜视角；
10、获取所述编队卫星的雷达工作脉冲重复频率；
11、获取所述编队卫星的雷达波门：
12、所述雷达波门包括：所述第一卫星雷达的自发自收成像波门和星间协同成像波门；
13、所述雷达波门还包括：所述第二卫星雷达的自发自收成像波门和星间协同成像波门；
14、所述编队卫星的雷达依据获取的工作参数运行，录取回波，实现成像：
15、所述工作参数包括所述雷达天线口径、所述雷达接收通道数、所述雷达成像斜平面夹角、所述目标场景中心点坐标、所述雷达成像斜视角、所述雷达工作脉冲重复频率和所述雷达波门。
16、进一步地，基于成像要求的分辨率、幅宽、成像入射角获取雷达天线口径和雷达接收通道数时，采用的方法如下：
17、成像分辨率要求为，成像幅宽要求为，成像入射角为，雷达天线口径为，接收通道数为，则雷达天线口径和雷达接收通道数满足如下约束：
18、
19、其中，表示信号脉宽，表示分辨率展宽系数，表示卫星波束地速，表示卫星在轨运动速度，表示光速。
20、进一步地，获取所述编队卫星的雷达成像斜平面夹角和目标场景中心点坐标时，采用的方法如下：
21、选成像中心时刻，设第一卫星的位置矢量分别为，第二卫星的位置矢量为，星间协同成像虚拟中点的位置矢量可表示为+，通过解方程组，计算所述雷达成像斜平面夹角和所述目标场景中心点坐标；所述方程组如下：
22、
23、其中，表示成像入射角，表示卫星运动速度矢量，表示地球数字高程模型，、和分别表示三轴单位矢量，和分别是地球赤道半径和极半径，表示在地球光滑椭球模型下理想半径，表示场景中目标点相对于地球光滑椭球表面的高程；
24、该方程组中，表示任一卫星所在的位置矢量，包括真实位置矢量以及虚拟位置矢量，计算时令=，解方程求出的目标点坐标，则=。
25、进一步地，获取所述编队卫星的雷达成像斜视角时，采用的方法如下：
26、所述第一卫星的成像斜视角的计算方法如下：
27、
28、所述第二卫星的成像斜视角的计算方法如下：
29、
30、其中为符号函数，所述第一卫星取＋1，第二卫星取-1；为第一卫星的位置矢量；为第二卫星的位置矢量；为目标场景中心点坐标；为雷达成像斜平面夹角。
31、进一步地，获取所述编队卫星的雷达工作脉冲重复频率时，采用的方法如下：
32、建立工作时序约束，依据所述工作时序约束计算出雷达工作脉冲重复频率范围，在所述雷达工作脉冲重复频率范围的交集中寻优，将寻优结果作为所述雷达工作脉冲重复频率；所述工作时序约束包括：
33、所述第一卫星的自发自收成像工作时序约束；
34、所述第二卫星的自发自收成像工作时序约束；
35、星间协同成像工作时序约束。
36、进一步地，在所述雷达工作脉冲重复频率范围的交集中寻优时，采用的方法为：
37、在所述雷达工作脉冲重复频率范围的交集中，选择雷达工作脉冲重复频率空间最大的子集，将所述子集的中心值作为雷达工作脉冲重复频率的寻优结果。
38、进一步地，获取所述编队卫星的雷达波门时，采用的方法如下：
39、所述第一卫星的自发自收成像波门、星间协同成像波门的计算方法如下：
40、
41、
42、其中，为所述第一卫星的雷达与目标场景中最近端目标坐标的双程斜距的最小值；为光速；为向下取整函数；为信号在所述第一卫星和所述第二卫星之间传播往返斜距的最小值；为雷达工作脉冲重复频率；
43、所述第二卫星雷达的自发自收成像波门、星间协同成像波门的计算方法如下：
44、
45、
46、其中，为所述第二卫星的雷达与目标场景中最近端目标坐标的双程斜距的最小值；为光速；为向下取整函数；为雷达工作脉冲重复频率。
47、第二方面，提供一种设备，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现第一方面所述的方法。
48、本专利技术的有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于，基于成像要求的分辨率、幅宽、成像入射角获取雷达天线口径和雷达接收通道数时，采用的方法如下：
3.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于，获取所述编队卫星的雷达成像斜平面夹角和目标场景中心点坐标时，采用的方法如下：
4.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于，获取所述编队卫星的雷达成像斜视角时，采用的方法如下：
5.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于，获取所述编队卫星的雷达工作脉冲重复频率时，采用的方法如下：
6.根据权利要求5所述的编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于，在所述雷达工作脉冲重复频率范围的交集中寻优时，采用的方法为：
7.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于，获取所述编队卫星的雷达波门时，
8.一种设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现根据权利要求1-7任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法，其特征在于，基于成像要求的分辨率、幅宽、成像入射角获取雷达天线口径和雷达接收通道数时，采用的方法如下：
3.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法，其特征在于，获取所述编队卫星的雷达成像斜平面夹角和目标场景中心点坐标时，采用的方法如下：
4.根据权利要求1所述的编队卫星大视角协同乒乓sar模式的实现方法，其特征在于，获取所述编队卫星的雷达成像斜视角时，采用的方法如下：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱芳，葛仕奇，徐辉，赵毅轩，夏犇，方勖洋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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