[发明专利]一种双通道高精度相位标校系统及方法

说明书

本发明是一种双通道高精度相位标校系统，其特征包含：定标信号源、内定标组件、模拟接收机、ADC信号采集与信号处理系统；所述定标信号源输出两路定标信号注入所述内定标组件中，内定标组件输出两路校准信号通过电缆传给所述模拟接收机；所述模拟接收机将接收的信号传给ADC信号采集与信号处理系统进行处理，获取两路信号的总相位差；同时模拟接收机将部分接收的信号沿原路返回到内定标组件，内定标组件将返回的信号再传给ADC信号采集与信号处理系统，提取电缆本身的相位差。本发明提出一种双通道高精度相位标校方法，对多接收链路之间的相位误差进行标校，并同时消除连接电缆的相位误差，标校精度可达0.07°。

技术领域

本发明涉及干涉雷达技术领域，尤其涉及一种双通道的相位标校技术。

背景技术

干涉雷达系统的地面高程测量精度受诸多干涉参数误差的影响，误差来源主要包括仪器误差、大气传输误差、轨道误差、地球物理误差、数据处理误差等。这些误差源来源多样且影响各不相同，通过采取对应措施进行规避或者补偿，可以有效提升整个测高系统的性能。

在上述的各种影响因素中，系统自身引起的误差影响是较为严重的。由于温度漂移、老化、电磁干扰等原因，系统的幅频和相频特性会产生变化，由此会引入测高误差，因此，需要采取一些技术手段对系统自身的响应特性进行监测和标校工作。

通常采用系统内定标的方式，在干涉雷达工作过程中，对其干涉相位产生影响的是接收链路中的相位特性，通过实时监测接收链路的相位，来标定接收通道间的相位差值，并认为在一定时间内这种差值是稳定的，由此将系统的相位误差标定出来，并对各个接收链路进行补偿，提高干涉相位测量精度，从而提高地面高程反演精度。

在相位标校方法与应用方面，已经在轨运行的星载合成孔径雷达ERS-1/2及Radarsat都设计有内定标系统。其中，ERS-1/2的内定标回路是将发射信号延迟后馈入接收回路来测定整个回路发射功率的稳定度和接收机增益的稳定度。Radarsat则没有延迟回路，而是通过耦合的方式将发射信号送入接收回路。国内的HJ-1-C卫星同样采用了内定标系统，共采用了包括参考定标、发射定标、噪声定标三种内定标模式。但上述产品均是单通道SAR系统，不是双通道系统，且针对的是单通道接收链路的情况，不同于本专利所述多通道的相位标校的方式。

在相位标校方法的专利方面，中国科学院电子学研究所的乔明、梁兴东、丁赤飚、张培杰、韩冰的专利-一种宽带合成孔径雷达的有源外定标器及其定标方法(公开号：CN101082670)，该专利是一种外定标器以及其定标方法，目的是提高有源定标收发系统的增益，获得较大的雷达截面积，不涉及干涉雷达系统的相位标校。北京航空航天大学的陈杰、杨威、王鹏波、周荫清、李春升的专利-一种星载SAR内定标信号处理平台系统及实现方法(公开号：CN101135726)，该发明专利公开了一种星载SAR内定标信号处理平台系统及实现方法，它的处理对象为星载SAR内定标信号，通过输入信号时有效数据抽取模块对有效内定标信号的抽取，以及可靠性检验模块对稳定性定标模块、相位误差定标模块的输出结果对比映证，采用协同并行处理的工作方式处理内定标信号。但是该专利只适用于SAR系统，不能获取双通道之间的相位差值，故不适用于干涉雷达系统。中国科学院电子学研究所的王宇、丁赤飚、梁兴东的专利-星载InSAR系统的外定标方法(公开号：CN103364766A)，本发明公开了一种星载InSAR系统的外定标方法。该外定标方法包括:由卫星高度计测得海面高度数据，将其去除时变影响因素后获得平均海面高度数据；由星载InSAR系统获取的预设时间和空间分布的海洋图像对和未定标的干涉参数，得到星载InSAR系统测量的海面高度数据；仿真计算在预设时间和空间分布条件下除传播影响外的时变影响因素带来的海面高度变化；由平均海面高度和除传播影响外的时变影响因素带来的海面高度变化，获取时变合成海面高度数据；将时变合成海面高度数据作为标准数据，对星载InSAR系统测量的海面高度数据进行校正，实现星载InSAR系统的定标。该专利是对InSAR海面测高系统的外定标方法，是对星载InSAR系统测量的海面高度数据进行校正，不涉及相位的标校。