一种利用SAR卫星测量电离层TEC值的方法

摘要

本发明公开了一种利用SAR卫星测量电离层TEC值的方法。星载SAR发射脉冲信号穿越电离层后，其相位中包含传播路径上完整的电离层TEC信息。该方法从具有一定带宽的SAR信号中选取若干子频带，以提供相位解模糊所需的自由度。通过优化设计子频带参数等技术手段，在兼顾TEC值估计精度的同时，消除了电磁波传播距离相位对相位解模糊处理的影响。最后构建相位解模糊方程，最终实现对电离层TEC值的高精度估计。利用所估计的电离层TEC值对星载SAR回波相位进行补偿，能够有效提高星载SAR成像质量以及干涉测量精度。

主权项

一种利用SAR卫星测量电离层TEC值的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在地面布置SAR信号接收机用于接收SAR卫星发射的脉冲信号；(2)从步骤(1)接收到的SAR卫星脉冲信号中选取三个子频带信号，分别为子频带1、子频带2与子频带3，子频带1、子频带2与子频带3三个子频带信号的载波频率分别为f₁，f₂，f₃，三个子频带的载波频率满足f₃>f₂>f₁，且f₂‑f₁＝f₃‑f₂＝Δf；(3)将步骤(2)选取的三个子频带信号的频谱分别进行搬移，使其频谱中心频率均位于零频，然后分别利用匹配滤波对三个子频带信号进行脉冲压缩处理，得到三个子频带信号峰值点处的相位Φ_n，n＝1、2、3；(4)根据步骤(3)得到的三个子频带信号峰值点处的相位Φ_n，n＝1、2、3，计算子频带1与子频带2信号峰值点的干涉相位，计算公式为Φ₁₂＝angle[exp(jΦ₁)×exp(‑jΦ₂)]；计算子频带2与子频带3信号峰值点的干涉相位，计算公式为Φ₂₃＝angle[exp(jΦ₂)×exp(‑jΦ₃)]；其中定义angle[exp(j(α+2kπ))]＝α,α∈[‑π,π]，k为整数，(5)利用步骤(4)获得的干涉相位Φ₁₂和Φ₂₃求解电离层TEC值，计算公式如下：$TEC=\frac{\left(\right(f_2-f_1){\Phi }_{23}-(f_3-f_2\left){\Phi }_{12}\right)c}{2\times \pi \times 40.3\left(\right(f_2-f_1\left)\right(\frac{1}{f_2}-\frac{1}{f_3})-(f_3-f_2\left)\right(\frac{1}{f_1}-\frac{1}{f_2}\left)\right)}$其中，c为光速。