[发明专利]一种雷达高度计小入射角干涉的海面高度高精度提取方法

权利要求书

1.一种小入射角短基线雷达高度计，其特征在于，包含：

分别设置在基线两端的主干涉天线（101）和辅干涉天线（201）；

电性连接主干涉天线（101）的主收发开关电路（102）；

电性连接辅干涉天线（201）的辅收发开关电路（202）；

电性连接主收发开关电路（102）的主通道接收模块；

电性连接辅收发开关电路（202）的辅通道接收模块；

电性连接主收发开关电路（102）的发射模块；

电性连接主通道接收模块和辅通道接收模块的信号处理单元（3）；

雷达高度计测高时的入射角范围为大于等于2°，小于等于6°，基线长度范围为2m~15m。

2.如权利要求1所述的小入射角短基线雷达高度计，其特征在于， 

所述的主通道接收模块包含电性连接主收发开关电路（102）的主通道接收机（103），以及电性连接主通道接收机（103）和信号处理单元（3）的主存储器（104）；

所述的辅通道接收模块包含电性连接辅收发开关电路（202）的辅通道接收机（203），以及电性连接辅通道接收机（203）和信号处理单元（3）的辅存储器（204）；

所述的发射模块包含电性连接主收发开关电路（102）的发射机（6），以及电性连接发射机（6）、主通道接收机（103）、辅通道接收机（203）和控制单元（4）的Chirp产生器（5）。

3.如权利要求2所述的小入射角短基线雷达高度计，其特征在于，

所述的主通道接收机（103）中包含FPGA电路和高速A/D采样电路；

所述的辅通道接收机（203）中包含FPGA电路和高速A/D采样电路。

4.一种雷达高度计小入射角干涉的海面高度高精度提取方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、雷达高度计的Chirp产生器（5）产生大带宽的Chirp信号，经过发射机（6）后，通过主干涉天线（101）以大于等于2°，小于等于6°的小入射角度发射出去；

步骤2、主干涉天线（101）和辅干涉天线（201）同时对回波信号进行相干接收，分别得到主通道原始数据和辅通道原始数据；

步骤3、主通道接收机（103）中的FPGA电路对主通道原始数据进行正交解调后形成主通道I路信号和主通道Q路信号，辅通道接收机（203）中的FPGA电路对辅通道原始数据进行正交解调后形成辅通道I路信号和辅通道Q路信号；

步骤4、主通道接收机（103）中的高速A/D采样电路对主通道I路信号和主通道Q路信号进行高速模数采样，将采样信号存储到主存储器（104）中，辅通道接收机（203）中的高速A/D采样电路对辅通道I路信号和辅通道Q路信号进行高速模数采样，将采样信号存储到辅存储器（204）中；

步骤5、信号处理单元（3）对主存储器（104）和辅存储器（204）中高速模数采样后的两路数字信号进行预滤波；

步骤6、信号处理单元（3）对预滤波后的数字信号进行SAR二维成像处理获得主通道二维复数图像和辅通道二维复数图像；

步骤7、信号处理单元（3）对获得的主通道二维复数图像和辅通道二维复数图像进行图像配准，使配准后的两幅图像中的一对像素对应于地面的同一分辨单元，以保证主通道和辅通道接收的两幅图像的相干性；

步骤8、信号处理单元（3）对经过图像配准后的主通道二维复数图像和辅通道二维复数图像进行干涉处理，得到原始干涉相位图、干涉幅度图和相关系数图；

步骤9、信号处理单元（3）对原始干涉相位进行去平地相位处理，即，将原始干涉相位减掉参考平面的干涉相位；

步骤10、信号处理单元（3）对经过去平地相位处理后的干涉相位进行多视处理；

步骤11、信号处理单元（3）对经过多视处理后的干涉相位进行相位降噪滤波处理；

步骤12、信号处理单元（3）对经过相位降噪滤波处理后的干涉相位进行相位解缠绕处理；

步骤13、信号处理单元（3）进行真实相位计算，即，将经过相位解缠绕处理后的干涉相位加上参考平面的干涉相位，获得最终真实相位值φ；

步骤14、信号处理单元（3）对主通道和辅通道的干涉幅度图和相关系数图进行水体识别和分类处理，提取水域的最终真实相位值φ；

步骤15、信号处理单元（3）对水体识别和分类处理后提取的水域的最终真实相位值进行高度换算和几何矫正处理，获得海面高度值h；

（4）

其中，H为雷达高度计的运载平台的高度，θ为主干涉天线101的入射角，为基线与水平线所成的倾角，R1为地面某个点与主干涉天线101的距离，B为基线长度，λ为雷达波长，φ为最终解算出来的干涉相位，天线基线长度B固定不变。