[发明专利]星载SAR目标定位精度指标地面评估方法

说明书

本发明公开了一种星载SAR目标定位精度指标地面评估方法，其包括以下步骤：步骤一，影响目标定位精度的误差因素梳理；步骤二，误差因素影响建模分析；步骤三，定位精度指标分配和预算；步骤四，基于轨道仿真数据的定位精度蒙特卡洛仿真试验；步骤五，统计仿真结果，评估定位精度指标。本发明首次提出了一种全新的星载SAR目标定位精度地面评估方法和流程，具有开创性；特别给出了一套验证目标定位精度的蒙特卡洛仿真方法，提高了对定位精度评估的准确性；所提出的方法流程清晰、易于实现，对星载SAR系统总体设计人员具有指导作用。

技术领域

本发明涉及一种目标定位精度指标地面评估方法，特别是涉及一种星载SAR目标定位精度指标地面评估方法。

背景技术

1951年，Wiley第一次发现侧视雷达通过利用回波数据信号中的多普勒频移可以改善方位向分辨率，这个里程碑式的发现标志着合成孔径雷达(Synthetic ApertureRadar，SAR)技术的诞生。星载合成孔径雷达是一种全天时全天候的主动对地观测系统，在国土资源普查、测绘、防灾减灾等方面发挥了的重要应用。

SAR图像应用时需要确切的知道SAR图像的空间位置信息，但是由于遥感成像系统的位置、时钟的误差，以及空间环境、地形起伏等因素的影响，使得SAR成像结果有一定的变形。这就必须对SAR图像进行几何校正处理，即SAR图像的目标定位。目标定位精度的分析、分配、预算和仿真评估，是星载SAR设计和研制过程中必须进行的重要工作，是保证SAR图像目标定位精度指标在轨实现的基础。关于星载SAR的定位精度影响因素分析的问题，Curlander(柯兰德)分析了卫星轨道位置误差、SAR时钟误差、斜距测量误差和地球模型高程误差等因素对目标位置的影响；Marco Schwerdt(马可施维尔德)等人提出了斜距在轨测试和修正方法。以上研究仅限于对影响定位精度的个别误差因素的分析，而对于目标定位精度指标的设计、预算和仿真评估的完整方法和流程，以及基于轨道仿真数据的蒙特卡洛仿真方法，暂时还没有看到。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种星载SAR目标定位精度指标地面评估方法，其提高了对定位精度评估的准确性；可有效解决星载SAR设计和研制过程中目标定位精度的地面评估问题，具有重要的理论和工程价值，为SAR图像目标定位精度指标的在轨实现奠定了基础。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种星载SAR目标定位精度指标地面评估方法，其包括以下步骤：

步骤一，影响目标定位精度的误差因素梳理；

步骤二，误差因素影响建模分析；

步骤三，定位精度指标分配和预算；

步骤四，基于轨道仿真数据的定位精度蒙特卡洛仿真试验；

步骤五，统计仿真结果，评估定位精度指标。

优选地，所述步骤一包括卫星的位置和速度测量误差、斜距测量误差、目标高程误差和SAR回波数据时标误差，用于梳理影响目标定位精度的误差因素。

优选地，所述步骤二包括以下步骤：

步骤二十一，对卫星轨道位置和速度误差影响进行建模分析，沿航迹向位置误差对定位精度的影响为其中R_e为地球半径，R_t为目标位置，R_t＝R_e+h，h为目标高程，H为卫星轨道高度，ΔX_sat卫星航迹向位置误差；

步骤二十二，卫星速度误差引起的方位向定位误差可表示为其中ΔV_sat-x、ΔV_sat-y、ΔV_sat-z为卫星各方向速度测量误差，θ_s为成像处理使用的目标方位向斜视角，γ为下视角，V_g、V_st分别为地面速度和相对速度，R_s为斜距；