分布式卫星SAR系统非平行航迹补偿方法

摘要

本发明公开了一种分布式卫星SAR系统非平行航迹补偿方法，主要解决分布式卫星SAR系统中非平行航迹补偿及沿航迹基线的计算的问题。其实现过程为：采用总体最小二乘法对星历位置测量数据拟合，得到成像时间段内卫星航迹的时间参数方程；对航迹位置重采样，得到每一个方位脉冲发射时间的航迹位置坐标；构造平行于主星航迹的新辅星航迹的时间参数方程；对辅星回波数据补偿，得到等效为沿平行于主星航迹的新辅星航迹接收的回波；计算沿航迹基线长度。本发明对星历位置测量数据的拟合能够克服具有短时相关性的GPS测量误差的影响，能为GMTI杂波抑制提供相关性更高的图像对及为运动目标测速定位提供准确的沿航迹基线。

主权项

1.一种分布式卫星SAR系统非平行航迹补偿方法，包括如下步骤：(1)拟合航迹方程：处理系统对卫星下传的主、辅星GPS星历位置测量数据采用总体最小二乘法拟合主、辅星成像时间段内航迹时间参数方程；(2)航迹位置重采样：将成像时间段内的每一个方位脉冲发射时间，代入步骤(1)获得的航迹时间参数方程中，得到以脉冲重复周期为采样周期的航迹位置坐标；(3)构造新辅星航迹3a)在步骤(1)获得的主星时间参数方程中，选取时间参数的一次及一次以上项的系数，将其确定为新辅星航迹时间参数方程中的对应项系数；3b)在步骤(1)获得的辅星时间参数方程中，选取常数项，将其确定为新辅星航迹时间参数方程的常数项；(4)补偿辅星回波数据：对成像时间段内每一方位脉冲发射时刻，逐一分别进行步骤4a)和步骤4b)操作，补偿回波数据，实现对整个成像段回波数据的非平行航迹数据域补偿；4a)计算波束中心视线方向单位矢量：建立波束中心视线矢量的几何关系模型，构造t＝τ时刻波束中心视线矢量与其他矢量几何关系的方程组其中：b(τ)为t＝τ时刻辅星波束中心视线方向单位矢量，a(τ)为t＝τ时刻由辅星指向地心的矢量，v(τ)为t＝τ时刻辅星的速度矢量，θ为天线斜视角，为波束中心的下视角，求解方程组得到t＝τ时刻的辅星波束中心视线方向单位矢量b(τ)；4b)计算观测波程差，补偿辅星回波数据：将t＝τ时刻新辅星航迹与原辅星航迹的位置差矢量，向步骤4a)中b(τ)投影，得到观测波程差δR(τ)，并对辅星回波数据进行快时间平移补偿；(5)计算沿航迹基线：建立补偿为平行航迹的分布式卫星的观测几何模型，计算沿航迹基线长度。