[发明专利]一种回波仿真方法及装置

说明书

本公开涉及一种回波仿真方法及装置，用以解决相关技术中无法进行月基雷达仿真的问题。该方法包括：根据月球星历数据计算月球轨道参数；根据月球轨道参数以及观测需求设置雷达的系统参数；根据月球星历数据确定回波仿真的中心时刻以及该时刻对应的波束照射位置；在回波仿真的中心时刻对应的波束照射位置的范围内设置点目标，该点目标为在回波仿真过程中被照射的目标；基于雷达的系统参数获取点目标的回波数据，该方案实现了月基雷达的回波仿真。

技术领域

本公开涉及雷达仿真技术领域，具体地，涉及一种回波仿真方法及装置。

背景技术

随着对自然科学领域研究的逐步深入，人类逐渐意识到了“固体潮”的存在，并发现了地球在长期的自然演变过程中所呈现出的大尺度动态变化直接影响着地球的气候环境。目前，SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)系统由于种种原因在覆盖性方面无法满足地壳板块级别的测量尺度需求，且考虑到人造卫星的性能特点，不难发现通过提高传统平台的各项性能来提高雷达观测能力的思路并非问题最合理的解决途径，必须要有新形式的载体平台来突破人造卫星平台所面临的瓶颈。

月球作为地球唯一一颗自然卫星，其特殊的“潮汐锁定”现象使以月球为载体平台，在月球表面建立月基对地观测雷达的设想有了实现的可能。月球超过37万千米的平均观测斜距使在月球表面仅仅2度的雷达方位向波束宽度即可覆盖全部地球。同时，月球的平均半径达到1737千米，在月球表面不同位置布设多个传感器使月基干涉雷达有了实现的潜力。而月球接近7.3×10²²kg的巨大质量也是平台稳定性的有力保证。

近年来，相关领域对月基SAR应用的构想越发多种多样，而对月基SAR回波特性的分析却仍然停留在以星载SAR理论为基础的初级阶段。月基SAR的大斜距特性导致其在仿真算法上与传统星载SAR有很大的差别，很多近似条件不再适用，独特的几何关系预示着回波结果必将表现出完全不同的性质。星体的章动和天平动现象也会对实际回波产生很大影响，简单的二体模型不适用于月基雷达仿真。

发明内容

本公开的目的是提供一种回波仿真方法及装置，用以解决相关技术中无法进行月基雷达仿真的问题。

本公开提供了一种雷达回波数据获取方法，包括：根据月球星历数据计算月球轨道参数；根据所述月球轨道参数以及观测需求设置雷达的系统参数；根据所述月球星历数据确定所述回波仿真的中心时刻以及该时刻对应的波束照射位置；在所述波束照射位置的范围内设置点目标，所述点目标为在所述回波仿真过程中被照射的目标；基于所述系统参数获取所述点目标的回波数据。

可选地，所述根据所述月球星历数据确定所述回波仿真的中心时刻以及该时刻对应的波束照射位置，包括：根据天线相位中心在月球星体坐标系中的位置以及月球在仿真中心时刻的在转动地心坐标系中的位置确定波束的瞄准点在转动地心坐标系中的位置；根据波束的瞄准点在转动地心坐标系中的位置获取波束中心点的坐标，以及所述中心点坐标所对应的经度以及纬度；选取波束中心对应的位置，并将该位置对应的时刻确定为所述仿真中心时刻。

可选地，所述在所述波束照射位置的范围内设置点目标，包括：确定在所述回波仿真开始时刻天线相位中心在转动地球坐标系中的第一位置；确定在所述回波仿真开始时刻所述点目标在转动地球坐标系中的第二位置；根据所述第一位置以及所述第二位置的相对矢径判断所述点目标是否被波束照射到；获取被波束照射到的点目标的回波相位。

可选地，所述月球轨道参数包括以下至少一项：轨道偏心率、近地点位置、升交点位置、升交点赤径、近心点角距以及轨道倾角。

可选地，所述雷达的系统参数包括以下至少一项：发射波调频率、脉冲持续时间、波束照射时间、天线视角、天线尺寸以及雷达位置。