[发明专利]一种基于SAR回波数据的GEO卫星姿态抖动补偿方法有效

专利信息
申请号: 201510124390.8 申请日: 2015-03-20
公开(公告)号: CN104749574B 公开(公告)日: 2017-04-05
发明(设计)人: 丁泽刚;曾涛;熊斌;龙腾;舒博正;任晶晶 申请(专利权)人: 北京理工大学
主分类号: G01S13/90 分类号: G01S13/90;G01S7/40
代理公司: 北京理工大学专利中心11120 代理人: 付雷杰,杨志兵
地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 sar 回波 数据 geo 卫星 姿态 抖动 补偿 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及GEO SAR成像技术领域,具体涉及一种基于SAR回波数据的GEO卫星姿态抖动补偿方法。

背景技术

星载合成孔径雷达(SAR)是一种全天时、全天候的高分辨的成像雷达,自提出以来就得到了迅速的发展。近几年,许多先进的星载合成孔径雷达系统都被成功发射并运行,提供了大量之前其它类型遥感器无法获得的信息。SAR系统的空间分辨率、时间分辨率和测绘带宽往往是人们最关注的3个方面,因为这三方面决定了对地面目标的可辨识度、对突发事件的响应速度和对地面观测的覆盖范围。对于灾难监视和预测,热点地区监视等情况,高时间分辨率和大观测范围就显得更加重要。

但目前在轨SAR卫星一般都处于轨道高度200~1000km的低轨道,卫星重访周期长且观测覆盖范围小。鉴于此,GEO SAR的概念应运而生,其工作于约36000km的高空,卫星重访周期为24h,较之低轨道SAR以星期为单位的重访周期有了大幅度缩短,并且由于轨道高度的升高,测绘带宽得到增大,因而可以完全胜任“监控模式”的任务需求。

但是,随着轨道的升高,出现了许多新的问题。其中一个就是因为GEO SAR整星的质量很大,天线刚体性质弱,挠性大,振动比低轨星载SAR严重。GEO的姿态抖动造成接收回波有了一个幅度调制,这造成了成像时出现了成对回波,使得图像的积分旁瓣比等指标下降,图像质量变差。在低轨时,由于合成孔径时间较短所以一些低频的振动影响不大。但是在GEO SAR中,由于合成孔径时间很长,所以振动周期为百秒量级的振动也会对成像造成影响。由于GEO SAR还没有在轨卫星,所以对GEO的姿态抖动补偿研究较少,而且之前的研究都是基于相位补偿的,还未有见到幅度补偿的研究成果。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种基于SAR回波数据的GEO卫星姿态抖动补偿方法,能够有效抑制由于姿态抖动造成的成对回波成像的影响。

本发明的基于SAR回波数据的GEO卫星姿态抖动补偿方法,包括如下步骤:

步骤1,将距离脉压后的脉压信号乘以补偿因子其中,ak表示的是第k个回波数据乘上的加权因子,k=1,2,…,Na,Na为PRT的个数,上标l表示当前迭代次数,初始补偿因子α1=[1,1,...,1];

步骤2,对步骤1补偿后的脉压信号进行BP成像,其中,成像区域网格划分时要求相邻的像素点之间的间隔小于分辨率;

步骤3,对步骤2获得的成像结果Iac(i,j)进行求熵,获得熵值E;

步骤4,根据最小熵值对应的补偿因子为最优补偿因子,利用牛顿迭代法获得下一次迭代的更新补偿因子:

αl+1=αl-E|α=αlE|α=αl]]>

其中,αl+1为更新后的补偿因子,αl为上一次迭代的补偿因子;

步骤5,利用更新后的补偿因子αl+1按步骤1~3的方式计算新的熵值,并判断此次求出的熵值与上次获得的熵值的差值是否小于设定的阈值:如果小于阈值则输出成像结果,此时获得的补偿因子即为最终的补偿因子;如果大于或等于阈值则转入步骤4。

有益效果:

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