TOPSAR系统参数工程设计方法

摘要

本发明提供一种TOPSAR系统参数工程设计方法。技术方案是：已知卫星参数、雷达参数、波位参数，在满足整个测绘带的图像连续而均匀的前提下，根据设计指标和待设计系统参数之间的定量关系，设计出适于工程设计的系统参数。TOPSAR待设计系统参数包括方位处理角、方位分辨率、扫描速率、各子测绘带的工作时间和扫描周期。本发明可使设计结果中的各子测绘带有一致的方位分辨率，并且各子测绘带的中心方位模糊度，方位模糊度恶化，NESZ恶化和方位向重叠率均满足指标要求。本发明设计的TOPSAR系统参数，可使TOPSAR工作中整个测绘带的图像连续而均匀。

主权项

1.一种方位向电扫描合成孔径雷达系统参数工程设计方法，其特征在于，包括下述步骤：已知卫星参数和雷达参数：卫星速度V_s，星载合成孔径雷达信号波长λ，波束切换时间T_G，天线扫描角为时对应的双程天线方向图函数天线波束3dB宽度θ_03dB；已知波位参数：脉冲重复频率波束脚印速度中心斜距上标i表示第i个子测绘带，i＝1~N_s，N_s为子测绘带数目；系统设计要求：各子测绘带有一致的方位分辨率，各子测绘带的中心方位模糊度小于等于AASR₀，各子测绘带的扫描角度小于等于各子测绘带的方位模糊度恶化小于等于AAST_det0，各子测绘带的等效噪声系数NESZ恶化小于等于NESZ_det0，方位向重叠率不小于e；第一步：方位处理角设计对第i个子测绘带，进行下述处理：令${\theta }_{0_j}^{\left(i\right)}=2\arcsin \left(\frac{{\mathrm{\lambda f}}_p^{\left(i\right)}}{{4V}_s}\right)\frac{j}{N_j},$j＝1,2,3,…,N_j其中，N_j为一正整数，与需要的方位处理角精度有关，N_j越大，方位处理角计算精度越高；对每一个用下式计算多普勒带宽$B_{a_j}^{\left(i\right)}=\frac{{4V}_s}{\lambda }\sin \left(\frac{{\theta }_{0_j}^{\left(i\right)}}{2}\right)$再用下式计算对应的中心方位模糊度其中，表示对取平方，为双程天线方向图当时的函数；按下式计算方位处理角θ_0amb；$j_{0\mathrm{amb}}^{\left(i\right)}=\underset{{\mathrm{AAST}}_{c,j}^{\left(i\right)}\le {\mathrm{AASR}}_0}{\max }\left(j\right)$${\theta }_{0\mathrm{amb}}^{\left(i\right)}={\theta }_{0_{j_{0\mathrm{amb}}^{\left(i\right)}}}^{\left(i\right)}$则，最终方位处理角和多普勒带宽为：${\theta }_0^{\left(i\right)}=\min \{{\theta }_{0\mathrm{amb}}^{\left(i\right)},{\theta }_{03\mathrm{dB}}\}$$B_a^{\left(i\right)}=\frac{{4V}_s}{\lambda }\sin \left(\frac{{\theta }_0^{\left(i\right)}}{2}\right)$第二步，方位分辨率设计令${\rho }_{a_k}^{\prime }=\underset{i=1}{\overset{N_s}{\Sigma }}\frac{\lambda }{{2\theta }_0^{\left(i\right)}}\frac{V_g^{\left(i\right)}}{V_s}(1+\frac{k}{N_k}),$k＝1,2,3,…,N_k其中，N_k为正整数，与需要的方位分辨率精度有关，N_k越大，方位分辨率精度越高；对每个进行下述处理：首先，计算：i＝1,2,3,…,N_s再解线性方程组：i＝1,2,3,…,N_s可得到各子测绘带工作时间和扫描周期T_k；然后，用下式计算需要的最大扫描角度及其对应的中心频率再根据下式计算各子测绘带的方位模糊度恶化并用下式计算各子测绘带的NESZ恶化最后，按下式计算方位分辨率ρ_a：${\rho }_a={\rho }_{a_{k_{{\rho }_a}}}^{\prime }$第三步：时序设计首先根据下式求出扫描速率然后解下列方程组：i＝1,2,3,…,N_s即可求得各子测绘带工作时间和扫描周期T。