GEOSAR方位成像中的电离层时变效应影响判决方法

摘要

本发明提供一种GEOSAR方位成像中的电离层时变效应影响判决方法。技术方案是：以GEOSAR系统参数为输入，第一步：针对观测场景中任意目标点P，计算得到其合成孔径中心时刻t₀的电离层穿刺点坐标第二步：利用在线IRI模型获取方位向慢时间t_n时刻穿刺点坐标处的电离层第三步：对得到的进行多项式拟合，得到一阶分量系数k₁的值和二阶分量系数k₂的值；第四步：判断k₁和k₂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，提出了电离层时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GEOSAR方位成像中的电离层时变效应的影响判决方法，GEOSAR是指地球同步轨道合成孔径雷达，已知GEOSAR的系统参数包括：载频f_c，合成孔径时间T_s；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；GEOSAR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，计算得到合成孔径中心时刻t₀的GEOSAR波束在电离层上的穿刺点坐标$x_{i,t_0}=\frac{z_i-z_0}{z_{t_0}-z_0}·(x_{t_0}-x_0)+x_0$$y_{i,t_0}=\frac{z_i-z_0}{z_{t_0}-z_0}·(y_{t_0}-y_0)+y_0$第二步，针对穿刺点坐标利用在线国际参考电离层模型获取方位向慢时间t_n时刻的电离层垂直向电子总量的值再利用下式得到时变的值：$STEC(x_{i,t_0},y_{i,t_0},z_i,t_n)=TEC(x_{i,t_0},y_{i,t_0},z_i,t_n)·\gamma \left(t_0\right)$其中，几何变换因子γ(t₀)为：$\gamma \left(t_0\right)=\frac{\sqrt{{(x_{i,t_0}-x_0)}^2+{(y_{i,t_0}-y_0)}^2+{(z_i-z_0)}^2}}{z_i-z_0}$第三步，对得到的进行多项式拟合，得到一阶分量系数k₁的值和二阶分量系数k₂的值；第四步，如果下述不等式同时成立，$\left|k_1\right|\le \frac{0.886\times {\mathrm{cf}}_c}{4K}·\frac{1}{T_s}$$\left|k_2\right|\le \frac{{\mathrm{cf}}_c}{4K}·\frac{1}{T_s^2}$则对观测场景中任意目标点P的方位向成像时忽略电离层时变效应的影响，其中，c＝3×10⁸m/s为真空中光速，K＝40.28m³/s²；否则，必须考虑其影响。