星载SAR方位成像中的电离层空变效应影响判决方法

摘要

本发明提供一种星载SAR方位成像中的电离层空变效应影响判决方法。技术方案是：以星载SAR系统参数为输入，第一步：针对观测场景中任意目标点P，计算得到方位向慢时间t_n时刻的电离层穿刺点坐标第二步：针对所有的电离层穿刺点坐标利用在线IRI模型获取t₀时刻的STEC第三步：计算电离层STEC沿方位向的平均空间变化率ΔSTEC；第四步：判断ΔSTEC与门限值的大小，得到判决结果。本发明针对星载SAR方位成像处理，提出了电离层空变效应的影响判决方法，给出了判决门限和判决方法，在星载SAR电离层影响分析与校正处理中有广泛应用。

主权项

一种星载SAR方位成像中的电离层空变效应影响判决方法，SAR是指合成孔径雷达，已知星载SAR的系统参数包括：载频f_c，合成孔径时间T_s，方位向分辨率ρ_a；观测场景中任意目标点P在东北天坐标系下的坐标为(x₀,y₀,z₀)，该点对应的合成孔径中心时刻为t₀；星载SAR在方位向慢时间t_n时刻的东北天坐标系轨道坐标数据为n的取值为任意整数并且|t_n‑t₀|≤T_s/2；电离层的高度为z_i；其特征在于，包括下述步骤：第一步，针对观测场景中任意目标点P，利用空间直线方程，计算得到方位向慢时间t_n时刻的星载SAR波束在电离层上的东北天坐标系穿刺点坐标$x_{i,t_n}=\frac{z_i-z_0}{z_{t_n}-z_0}·(x_{t_n}-x_0)+x_0$$y_{i,t_n}=\frac{z_i-z_0}{z_{t_n}-z_0}·(y_{t_n}-y_0)+y_0$第二步，针对所有的穿刺点坐标利用在线国际参考电离层模型获取获取t0时刻的电离层垂直向TEC电子总量值再利用下式得到空变的的值：$STEC(x_{i,t_n},y_{i,t_n},z_i,t_0)=TEC(x_{i,t_n},y_{i,t_n},z_i,t_0)·\gamma \left(t_0\right)$其中，几何变换因子γ(t₀)为：$\gamma \left(t_0\right)=\frac{\sqrt{{(x_{i,t_0}-x_0)}^2+{(y_{i,t_0}-y_0)}^2+{(z_i-z_0)}^2}}{z_i-z_0}$第三步，计算电离层STEC沿方位向的平均空间变化率ΔSTEC：$\Delta STEC=E\left\{\frac{STEC(x_{i,t_{n+1}},y_{i,t_{n+1}},z_i,t_0)-STEC(x_{i,t_n},y_{i,t_n},z_i,t_0)}{\sqrt{{(x_{i,t_{n+1}}-x_{i,t_n})}^2+{(y_{i,t_{n+1}}-y_{i,t_n})}^2}}\right\}$其中，E{·}代表求平均；第四步，如果下述不等式成立，$\left|\Delta STEC\right|\le \frac{f_c^2}{2{\mathrm{Kz}}_i}·{\rho }_a$则对观测场景中任意目标点P的方位成像时忽略电离层空变效应的影响，其中K＝40.28m³/s²；否则，必须考虑其影响。