【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达，具体涉及一种高轨sar自适应波位设计方法。该方法适用于大椭圆轨道sar、星载\弹载\机载大斜视sar的系统波位设计。
技术介绍
1、国外在星载sar方面研究基础较强的国家主要有美国，德国，加拿大，意大利，日本等。目前在轨的典型低地球轨道星载sar系统有美国的“长曲棍球”sar卫星，加拿大的radarsat-1和radarsat-2，德国宇航局(dlr)的terrasar x/tandem—x，意大利的cosmo—skymed，欧空局的envisat，ers1/2，sentinel-1，日本的alos和alos-2等，除了这些国家之外，俄罗斯、以色列、韩国、印度等国也都在大力发展星载sar技术。我国也已成功发射多颗合成孔径雷达卫星。
2、系统波位设计是星载sar的一项重要关键的内容，波位与图像质量和系统的性能联系紧密，因此，波位设计是星载sar顶层设计的重要工作之一。目前，低轨星载sar的波位设计主要从发射脉冲遮挡约束、距离和方位模糊度的约束下去选择脉冲重复频率。后来，随着sar分辨率提升，波位设计考虑的因素也相应增多起来。
3、南京电子技术研究所针对低轨星载sar运行速度快，轨道高度和地面海拔起伏大，导致针对固定观测位置设计的波位参数无法适用于全球。分析了星地几何约束、系统性能约束、卫星轨道高度和地面高程变化等对星载sar波位参数的约束，然后提出一种星载sar全球波位参数的自适应计算方法。但是，该方法重点针对的是卫星轨道高度和地面高程变化给出的波位计算方法，并不是由于轨道速度变化导致雷
4、北京航空航天大学于泽等提出了一种星载相控阵合成孔径雷达波位设计方法，分析约束波位设计的因素，尤其是相控阵系统的模糊性能，明确了模糊性能同系统参数之间的关系。但是，该方法并不能解决由于轨道速度变化、存在距离徙动效应导致雷达参数及波位需要进行调整的问题，同样也没有给出波位变化的准则及具体的判据。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种高轨sar自适应波位设计方法，以解决由于轨道速度变化、存在距离徙动效应导致的雷达参数需要调整的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术给出如下技术方案予以解决：
3、一种高轨sar自适应波位设计方法，具体包括如下步骤：
4、步骤1，确定成像模式、波位、极化方式、当前轨道时刻的卫星位置、卫星姿态、天线安装方位角、天线安装俯仰角和天线成像波位扫描角度；
5、步骤2，根据成像模式确定发射脉冲宽度，设定最大占空比、最小占空比；
6、步骤3，根据最大占空比和最小占空比确定当前轨道时刻的最大可用prf、图像模糊度和系统灵敏度；
7、步骤4，将步骤3得到的图像模糊度及系统灵敏度与上一轨道时刻最大可用prf对应的图像模糊度及系统灵敏度进行比较，若上一轨道时刻最大可用prf对应的图像模糊度及系统灵敏度与当前图像模糊度及系统灵敏度相比，下降均超过预设阈值，则按照步骤31得到的最大可用prf对系统成像的prf进行更新，否则保持系统成像的prf与上一轨道时刻的最大可用prf一致；
8、步骤5，根据当前轨道时刻的卫星姿态、天线安装方位角和俯仰角、天线成像波位扫描角度确定观测场景的最小入射角和最大入射角，根据当前轨道时刻的卫星位置计算观测场景的最小斜距和最大斜距；最后根据观测场景的最小入射角、最大入射角、最小斜距和最大斜距计算得到雷达回波开始时间及回波窗口长度，返回计算成功标志；
9、步骤6，进入下一轨道时刻，返回执行步骤1。
10、进一步的，步骤2中，最大占空比为15％，最小占空比为4％。
11、进一步的，步骤3具体包括如下子步骤：
12、步骤31，根据步骤2设定的最大占空比，确定最大可用prf；
13、步骤32，根据步骤31得到的最大可用prf和步骤1确定的极化方式，计算图像模糊度；
14、步骤33，判断图像模糊度和系统灵敏度是否同时满足优于-20db的成像指标要求，如果不满足，则将当前的最大占空比降低1％，重复执行步骤31、32，直至最大占空比小于步骤2设定的最小占空比，则返回计算失败标志，并保存当前轨道时刻的最大可用prf、图像模糊度和系统灵敏度，然后进入步骤4；如果图像模糊度和系统灵敏度均满足成像指标要求，直接进入步骤4。
15、进一步的，步骤31的操作是：满足以下两个方程的同时，在步骤2设定的最大占空比约束下，确定最大可用prf：
16、
17、其中：
18、rmin—合成孔径时间内最小斜距；
19、rmax—合成孔径时间内最大斜距；
20、c—光速，3×108m/s；
21、hl—平台到星下点的距离；
22、tp—脉冲宽度；
23、tg—发射脉冲前后的保护带时间宽度；
24、tw-nadir—星下点回波持续时间；
25、m,n—自然数，且m≠n。
26、常规的低轨sar由于轨道参数全轨范围内比较固定，因此其波位设计相对简单，只要满足发射遮挡要求及模糊度指标即可。然而高轨sar轨道参数全轨范围内时变，并且波位设计还受到轨道高度、轨道速度变化、距离徙动效应等影响，需要进行自适应波位设计才能满足系统要求。相较于常规的低轨sar泊位设计方法，本专利技术的方法综合考虑了高轨sar轨道高度、轨道速度变化、存在距离徙动效应、地表高度等对波位设计的影响，能够根据不同的轨道位置自适应选择不同的prf，从而实现自适应调整雷达参数。
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1.一种高轨SAR自适应波位设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高轨SAR自适应波位设计方法，其特征在于，步骤2中，最大占空比为15％，最小占空比为4％。
3.如权利要求2所述的高轨SAR自适应波位设计方法，其特征在于，步骤3具体包括如下子步骤：
4.如权利要求2所述的高轨SAR自适应波位设计方法，其特征在于，步骤31的操作是：满足以下两个方程的同时，在步骤2设定的最大占空比约束下，确定最大可用PRF：
【技术特征摘要】
1.一种高轨sar自适应波位设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高轨sar自适应波位设计方法，其特征在于，步骤2中，最大占空比为15％，最小占空比为4％。
3.如权利要求2所述的高轨s...
【专利技术属性】
技术研发人员：李财品，张升，谭小敏，李锦伟，张庆君，段崇棣，游冬，王旭艳，李光廷，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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