一种SAR聚束工作模式的瞄准点的获取方法

摘要

本发明公开了一种SAR聚束工作模式的瞄准点的获取方法，包括以下几个步骤：(1)获取雷达飞行轨迹数据及接收信号功率数据，初始化瞄准点中心坐标及距离范围，构建二维搜索点矩阵。(2)获取接收信号功率误差平方和。(3)获取瞄准点坐标。本发明提供的方法可以在瞄准点位置未知情况下，通过测量接收雷达发射信号功率来得出SAR聚束模式瞄准点坐标位置。本发明提供的方法可以通过迭代，从而获取较为精确的SAR聚束模式瞄准点坐标。

主权项

1.一种SAR聚束工作模式的瞄准点的获取方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一、获取雷达飞行轨迹数据及接收信号功率数据，初始化瞄准点中心坐标及距离范围，构建二维搜索点矩阵；具体为：(a)设定地面接收站R点坐标为(Xr，Yr，0)，其中，Xr表示R点X轴坐标，Yr表示R点Y轴坐标，Xr＞0，Yr＞0，根据采样时间间隔划分得到采样时间序列t_k，k为正整数，k＝1、2…N；获取雷达飞行轨迹数据，得到对应于采样时间序列t_k的雷达P点坐标(Xp_k，Yp_k，Zp_k)，其中，Xp_k表示P点在t_k时刻X轴坐标，Yp_k表示P点在t_k时刻Y轴坐标，Zp_k表示P点在t_k时刻Z轴坐标，获取对应于采样时间序列t_k的接收信号功率数组Pm_k；(b)设定迭代次数，并初始化迭代计数器；(c)初始化瞄准点中心坐标和距离范围，将地面接收站R点坐标值设为瞄准点中心坐标初始值(Xc，Yc，0)，其中，Xc表示瞄准点中心X轴坐标，Yc表示瞄准点中心Y轴坐标，并且，设定距离范围初始值为d；(d)在XOY平面中，将X轴方向上点(Xc-d/2)至点(Xc+d/2)之间的距离等分为(M-1)份，得到M个X轴上坐标点，将Y轴方向上点(Yc-d/2)至点(Yc+d/2)之间的距离等分为(M-1)份，得到M个Y轴上坐标点，M个X轴上坐标点和M个Y轴上坐标点组成M×M个搜索坐标点T(Xt_i，Yt_j，0)，i，j为正整数，i，j＝1、2…M，Xt_i为T点X轴坐标，Yt_j为T点Y轴坐标；步骤二、获取接收信号功率误差平方和；具体为：(a)获取地面接收站的接收距离，地面接收站的接收距离序列R_k为：$R_k=\sqrt{{(\mathrm{Xr}-{\mathrm{Xp}}_k)}^2+{(\mathrm{Yr}-{\mathrm{Yp}}_k)}^2+{{\mathrm{Zp}}_k}^2}---\left(1\right)$(b)设辅助点E坐标为(Xr，Yt_j，0)，辅助点F坐标为(Xt_i，Yr，0)，在每一个设定的瞄准点T坐标(Xt_i，Yt_j，0)下，获取对应雷达天线方位向离轴角序列θ_k(i，j)，距离向离轴角序列具体如下所示：${a1}_k(i,j)=\sqrt{{{(\mathrm{Xt}}_i-{\mathrm{Xp}}_k)}^2+{({\mathrm{Yt}}_j-{\mathrm{Yp}}_k)}^2+{{\mathrm{Zp}}_k}^2}---\left(2\right)$${b1}_k(i,j)=\sqrt{(\mathrm{Xr}{-{\mathrm{Xp}}_k)}^2+{({\mathrm{Yt}}_j-{\mathrm{Yp}}_k)}^2+{{\mathrm{Zp}}_k}^2}---\left(3\right)$c1_k(i，j)＝|Xt_i-Xr|                      (4)式中：a1_k(i，j)为PT两点间距离，b1_k(i，j)为PE两点间距离，c1_k(i，j)为ET两点间距离；${a2}_k(i,j)=\sqrt{{{(\mathrm{Xt}}_i-{\mathrm{Xp}}_k)}^2+{({\mathrm{Yt}}_j-{\mathrm{Yp}}_k)}^2+{{\mathrm{Zp}}_k}^2}---\left(5\right)$${b2}_k(i,j)=\sqrt{{{(\mathrm{Xt}}_i-{\mathrm{Xp}}_k)}^2+{(\mathrm{Yr}-{\mathrm{Yp}}_k)}^2+{{\mathrm{Zp}}_k}^2}---\left(6\right)$c2_k(i，j)＝|Yt_j-Yr|                    (7)式中：a2_k(i，j)为PT两点间距离，b2_k(i，j)为PF两点间距离，c2_k(i，j)为FT两点间距离；${\theta }_k(i,j)={\cos }^{-1}\frac{({a1}_k{(i,j)}^2+{b1}_k{(i,j)}^2-{c1}_k{(i,j)}^2)}{2·{a1}_k(i,j)·{b1}_k(i,j)}---\left(8\right)$(c)根据功率方向增益图及离轴角序列θ_k(i，j)，得到雷达在PR方向上的增益G_k(i，j)，，通过式(10)得到接收信号功率数组Pr_k(i，j)：${\mathrm{Pr}}_k(i,j)=\mathrm{Pt}·G_k(i,j)·\frac{1}{4\pi {R_k}^2}·\frac{{\lambda }^2·\mathrm{Gr}}{4\pi }·\frac{1}{L}---\left(10\right)$式中：Pt为雷达发射功率，Gr接收天线增益，λ为雷达波长，L为系统损耗；(d)将M×M个搜索坐标点中每个点的接收信号功率数组和地面接收信号功率数组比较，获取每个搜索坐标点接收信号功率误差平方和δ(i，j)：$\delta (i,j)=\underset{k}{\Sigma }{|{\mathrm{Pr}}_k(i,j)-{\mathrm{Pm}}_k|}^2---\left(11\right)$步骤三、获取瞄准点坐标；逐个搜索M×M个搜索坐标点中，得到误差平方和最小值对应的坐标点即为雷达聚束模式瞄准点，更新迭代参数，获取新的瞄准点坐标，进行迭代，当达到迭代次数后，所得到的瞄准点坐标即为最终的瞄准点坐标。