【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星总体设计，涉及基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法。
技术介绍
1、中高轨道sar卫星，甚至地球同步轨道sar卫星是微波遥感的发展趋势。对于配置了反射面天线的中高轨道sar卫星，甚至地球同步轨道sar卫星而言，由于其轨道高度高，所以通常采用“俯仰+横滚”姿态角控制的方法，实现波束正侧视或任意指向成像，不采用大偏航角调整的方法，避免耗费过长的时间，影响卫星的快速响应能力。
2、基于以上特点，天线波束在地面投影方向随轨道位置周期性转动，因此天线照射在地表的能量分布也是随轨道位置变化的。计算距离模糊度时，需要考虑各模糊区的信号能量强度分布随轨道位置的变化。此外，如果卫星面向应急任务，采用斜视成像，各模糊区的信号能量强度分布还要进一步考虑斜视导致的各模糊区的信号能量强度分布变化。
3、模糊度是评价星载sar图像优劣的重要指标之一，而模糊特性是星载sar固有的特性，无法彻底消除，只能通过系统参数折中设计，使模糊性降低在某一阈值之下。对于中高轨道sar卫星，甚至地球同步轨道sar卫星而言，由于其轨道高度高，模糊特性和低轨sar卫星不同，现有的距离模糊度计算方法仅适用于低轨卫星，对于中高轨道sar卫星来说精度不足，不具有良好的适用性。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，可以极大提升距离模糊度计算精确度。所涉及的距离模糊度确定方法可适用于中高轨道sa
2、本专利技术的技术解决方案是：基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，包括以下步骤：
3、步骤一、若中高轨道sar卫星配置了反射面天线，且采用“俯仰+横滚”姿态控制方式，则计算距离向一维方向图剖面与零多普勒面的夹角，即天线波束地面投影方向角θbfp；
4、步骤二、以卫星到地心的直线为参考线，基于天线波束地面投影方向角θbfp、目标点的地面斜视角θds、波束中心下视角γ0，计算sar天线方向图波束中心线偏离该参考线的俯仰角ξe0和方位角ζa0；
5、步骤三、以卫星到地心的直线为参考线，基于天线波束地面投影方向角θbfp、目标点的地面斜视角θds、成像幅宽内任意位置成像目标点的下视角γt，计算成像幅宽内任意位置成像目标点的俯仰角ξet和方位角ζat；
6、步骤四、以卫星到地心的直线为参考线，基于天线波束地面投影方向角θbfp、目标点的地面斜视角θds、距离模糊点对应的的下视角γm，计算距离模糊点的俯仰角ξem和方位角ζam；
7、步骤五、根据俯仰角ξe0、ξet、ξem和方位角ζa0、ζat、ζam，计算成像目标点的双程天线方向图geat和模糊点的双程天线方向图geam；
8、步骤六、根据成像目标点的双程天线方向图geat、模糊点的双程天线方向图geam、成像目标点的入射角和模糊点的入射角，计算任意目标的距离模糊度；
9、步骤七、重复步骤一～步骤六，完成全轨道位置距离模糊度遍历计算。
10、进一步的，天线波束地面投影方向角θbfp计算方法如下：
11、
12、其中，u表示卫星侧视方向，+1表示右视，-1表示左视；θi是轨道倾角，f是轨道真近心角，ω是近地点幅角，ωs是卫星瞬时角速度，ωe是地球自转角速度，e是轨道偏心率，r0是sar天线相位中心到目标点t的斜距，γ0是波束中心下视角，h为卫星高度。
13、进一步的，sar天线方向图波束中心线偏离该参考线的俯仰角ξe0和方位角ζa0计算方法如下：
14、
15、γ0表示波束中心下视角；θds表示目标点的地面斜视角，正侧视成像θds＝0，斜视θds≠0。
16、进一步的，成像幅宽内任意位置成像目标点的俯仰角ξet和方位角ζat计算方法如下：
17、
18、γt＝arcsin(rtesinαt/rst)
19、
20、αt＝arcsin(rstsinγt/rte)-γt+q[wr/(2rte)],q∈(-1,1)
21、其中，γt表示成像幅宽内任意位置成像目标点的下视角，rte表示成像目标点所在位置的地球半径；rst表示成像目标点的斜距，αt表示成像目标点的地心角，re和rp分别表示椭球地球赤道半轴和椭球地球极半轴，δt表示成像目标点所在位置的纬度，rs表示卫星到地心的距离。
22、进一步的，距离模糊点的俯仰角ξem和方位角ζam计算方法如下：
23、
24、γm＝arcsin(rtesinαt/rstm)
25、
26、αm＝arcsin(rstmsinγm/rte)-γm+q[wr/(2rte)],q∈(-1,1)
27、其中，γm表示距离模糊点对应的的下视角，rstm表示距离模糊点的斜距，n∈(-n,n)，n为整数，表示距离模糊区数目，n＝0时，表示成像目标点，n≠0时，表示模糊点；c为光速，prf为脉冲重复频率，αm表示模糊点的地心角，wr表示成像幅宽。
28、进一步的，成像目标点的双程天线方向图geat和模糊点的双程天线方向图geam使用sinc函数表征：
29、
30、其中，dr和da分别表示sar天线距离向和方位向天线尺寸，λ是sar载荷系统波长。
31、进一步的，任意目标的距离模糊度计算方法如下：
32、
33、其中，rasr为距离模糊度，θint为成像目标点的入射角，θinm为模糊点的入射角。
34、一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现所述基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法的步骤。
35、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现所述基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法的步骤。
36、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法的步骤。
37、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
38、本专利技术通过以下三方面来提升计算精度：第一，基于采用了“俯仰+横滚”姿态控制方法，结合轨道位置精确计算天线二维方向图在地表的强度分布以及随轨道位置的变化情况，基于此计算各距离模糊区的信号能量强度分布随轨道位置的变化；第二，考虑了斜视的影响；第三，考虑了采用了更精确的旋转椭球体模型，提高计算精度。因此，本专利技术提出的一种高精度的距离模糊度的计算方法，可以极大提升距离模糊度计算精确度，所涉及的方法同样可适用于中高轨道sar卫星。
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1.基于反射面天线的中高轨SAR卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于反射面天线的中高轨SAR卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，天线波束地面投影方向角θBFP计算方法如下：
3.根据权利要求2所述的基于反射面天线的中高轨SAR卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，SAR天线方向图波束中心线偏离该参考线的俯仰角ξe0和方位角ζa0计算方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于反射面天线的中高轨SAR卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，成像幅宽内任意位置成像目标点的俯仰角ξet和方位角ζat计算方法如下：
5.根据权利要求4所述的基于反射面天线的中高轨SAR卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，距离模糊点的俯仰角ξem和方位角ζam计算方法如下：
6.根据权利要求5所述的基于反射面天线的中高轨SAR卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，成像目标点的双程天线方向图Geat和模糊点的双程天线方向图Geam使用sinc函数表征：
7.根据权利要求6所述的基于反射面天线的中高轨SAR卫
8.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～权利要求7任一所述方法的步骤。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1～权利要求7任一所述方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～权利要求7任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，天线波束地面投影方向角θbfp计算方法如下：
3.根据权利要求2所述的基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，sar天线方向图波束中心线偏离该参考线的俯仰角ξe0和方位角ζa0计算方法如下：
4.根据权利要求3所述的基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，成像幅宽内任意位置成像目标点的俯仰角ξet和方位角ζat计算方法如下：
5.根据权利要求4所述的基于反射面天线的中高轨sar卫星距离模糊度确定方法，其特征在于，距离模糊点的俯仰角ξem和方位角ζam计算方法如下：
6.根据权利要求5所述的基于反射面天线的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵秉吉，王涛，侯文涛，洪斌，张和芬，赵邢杰，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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