本发明专利技术提供一种多平台多模式SAR回波的统一仿真实现方法，该方法为不同搭载平台和照射模式下的SAR回波仿真提供一种模块化编程统一仿真实现方法；该方法通过分析和提取不同平台和模式下SAR回波仿真的特点，按照功能将SAR回波仿真流程划分为功能程序段并将其进行模块化编程，形成具有不同作用的功能模块。最后基于系统性的思想，通过一个应用程序统一各功能模块的输入输出接口，构建统一的多平台多模式SAR回波仿真系统。该方法集成了SAR的四种典型平台上的三种模式的回波仿真，弥补了以前对不同平台和模式下SAR进行单独仿真的不足，同时增加了仿真程序的可靠性和可移植性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理的
，特别是涉及一种多平台多模式SAR回波的统一仿真实现方法，该方法可以应用在一种多平台多模式合成孔径雷达(SAR)原始回波仿真平台中。
技术介绍
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种主动式高分辨率空间微波遥感成像雷达，具有全天时、全天候、分辨率高等特点，对地表有一定的穿透力，且作用距离远，成像范围大，这些特点相对于传统的光学传感器具有独特的优势。利用它，可以在气象条件极差的情况下获得类似光学照相的高分辨率雷达图像，即采用综合孔径原理提高雷达的方位向分辨率和采用脉冲压缩技术获得距离向分辨率。在SAR系统方案设计、成像处理算法研究、噪声和杂波抑制等场合，需要有符合特定条件下的SAR原始回波信号。这些数据通过雷达载体飞行获得往往不太实际，而且又是已有的SAR雷达系统真实数据所无法取代的，所以通过模拟来获得所需要的原始回波信号是一个重要的解决手段。根据搭载平台的不同，SAR原始回波数据仿真可以分为机载SAR回波仿真，弹载 SAR回波仿真，临近空间SAR回波仿真和星载SAR回波仿真。搭载平台的不同，会使平台参数、空地几何关系、平台误差规律、系统误差因素等存在很大的差异。机载SAR平台高度低、 速度慢，数据仿真中可以不考虑地球表面弯曲，而大气流动等因素会使平台稳定性受到很大的干扰，飞机容易偏离勻速直线轨迹，运动误差在机载SAR的仿真中占有重要的位置。俯冲阶段的弹载SAR平台高度低、速度快，跟机载平台有很大的相似性。星载SAR平台沿绕地轨道运行，平台稳定度高，但平台高、速度快，导致了复杂的星地几何关系，需要考虑地球曲率和地球自转，而且信号传输阶段容易受到电离层的影响。临近空间SAR平台(浮空器)飞行高度介于机载平台和星载平台之间，使其空间几何关系与机载SAR、星载SAR产生很大的区别；较高的平台高度使地球表面曲率成为临近空间SAR的仿真中必需考虑的因素，类似于星载情况，而很小的飞行速度使其运行轨迹近乎直线，运行范围很小，类似于机载情况， 可以不考虑地球自转效应。根据平台飞行时SAR波束照射的方式，SAR的典型工作方式又分Mrip map (条带式)，Spotlight (聚束式)和kan(扫描模式)。它们在技术上各具特点，在应用上相辅相成。条带模式是最早研究的工作模式，也是低分辨率成像中最简单最有效的方式；聚束模式是在平台一次飞行中，通过SAR不同的视角对同一区域成像，这样能获得较高的分辨率；扫描模式通过控制波束照射规律能够获得较大的测绘带宽，它的信号处理最为复杂。不同的工作模式拥有不同的系统参数、波束控制规律，导致回波信号仿真中空间几何关系和误差模拟方法会有不同程度的差异。随着SAR理论和技术的发展，国内外涌现出了大量不同平台和不同模式的试验样机和系统，对各种平台和模式下的SAR系统进行研究需要大量的仿真数据支撑。在以往的研究中，不同平台和工作模式的SAR回波信号仿真都是利用不同的应用程序分别进行仿真，这既增加了成本，又给科学研究造成了不方便。同时，SAR的回波仿真过程是一个系统的过程，包括准备仿真参数，设置场景模式， 调用地球模型，转换不同坐标系，计算瞬时斜距等等，各个过程相互连接完成SAR的原始回波仿真。附图说明图1给出了 SAR回波仿真的详细流程图。在现代社会中，系统的开发趋向于越来越复杂，功能也越来越强大，相互之间的配合和共同开发的联系也越来越紧密，SAR回波仿真系统也是如此。而在SAR回波仿真编程过程中，每个人的编程习惯不同，对于不同的仿真过程有不同的编程方式，由此导致程序不利于理解，也不利于代码的调试、维护、移植和重复利用。模块化的解决方案将系统划分为不同功能子块分别独立编程，并通过输入输出接口连接为一个整体，克服了复杂系统的开发问题。通过对不同平台和模式下SAR回波仿真进行统一的仿真建模，并模块化编程，将有效地克服上诉问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为多平台多模式的SAR回波仿真提供一种模块化编程统一仿真实现方法。该方法通过分析和提取不同平台和模式下SAR回波仿真的特点，按照功能将SAR 回波仿真流程划分为功能程序段并将其进行模块化编程，形成具有不同作用的功能模块。 最后基于系统性的思想，通过一个应用程序统一各功能模块的输入输出接口，构建统一的多平台多模式SAR回波仿真系统。该方法弥补了以前对不同平台和模式下SAR进行单独仿真的不足，同时增加了仿真程序的可靠性和可移植性。本专利技术为了达到上述目的采用的技术方案为一种多平台多模式SAR回波的统一仿真实现方法，其特征在于该方法实施步骤如下步骤1 选择SAR的搭载平台和工作模式，同时通过给参数flag_platf0rm和 flag_mode赋予不同的参数值来区别选定的平台和模式；步骤2 通过判断参数flag_platf0rm和flagjiiode的值，确定选中的平台和模式，调取对应的参数文件，输入相应参数后保存参数文件；步骤3 通过参数读取函数读取参数文件，并将参数值分别赋予相应变量；步骤4 通过判断flag_platform参数值，确定SAR的搭载平台，选择地球模型和坐标系框架；当flag_platf0rm的值为1或2时，表示为弹载和机载平台，此时选择大地平面模型，坐标系框架适用大地坐标系；当flag_platf0rm = 3时，表示为临近空间平台， 此时选用地球椭球模型，坐标系框架选用不转动地心坐标系和轨迹平面坐标系；当flag_ platform = 4时，表示为星载平台，此时选择地球椭球模型，坐标系框架选用转动地心坐标系、不转动地心坐标系和轨道坐标系；步骤5 通过判断flagjiiode参数值，判断SAR的工作模式，选择波束控制规律 当flagjiiode = 1时，SAR工作在条带式下；当flagjiiode = 2时，SAR工作在聚束式下；当 flag_mode = 3时，SAR工作在扫描式下；步骤6 根据确定的地球模型和坐标系框架以及波束控制规律，确定雷达与目标的空间位置关系，建立雷达与目标的空间几何关系图；步骤7 根据空间几何关系图，计算地球坐标系下中心时刻的天线相位中心位置。假定中心时刻为、，此刻天线相位中心的位置矢量为@，可以表示为权利要求1. 一种多平台多模式SAR回波的统一仿真实现方法，其特征在于该方法实施步骤如下步骤1 选择SAR的搭载平台和工作模式，同时通过给参数flag_pIatform和flag_ mode赋予不同的参数值来区别选定的平台和模式；步骤2 通过判断参数flag_platform和flagjiiode的值，确定选中的平台和模式，调取对应的参数文件，输入相应参数后保存参数文件；步骤3 通过参数读取函数读取参数文件，并将参数值分别赋予相应变量； 步骤4 通过判断flag_platform参数值，确定SAR的搭载平台，选择地球模型和坐标系框架；当flag_platf0rm的值为1或2时，表示为弹载和机载平台，此时选择大地平面模型，坐标系框架适用大地坐标系；当flag_platf0rm = 3时，表示为临近空间平台，此时选用地球椭球模型，坐标系框架选用不转动地心坐标系和轨迹平面坐标系；当flag_platf0rm =4时，表示为星载平台，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐华平，朱洪，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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