[发明专利]一种高精度全链路星载SAR辐射定标仿真方法

说明书

本发明涉及一种高精度全链路星载SAR辐射定标仿真方法，包括：读入真实雷达卫星数据；选取距离向和方位向点数大小符合要求的面目标作为辐射定标的仿真数据源；通过在场景中心位置加入已知雷达散射截面积的定标器，构造布设定标器的面目标仿真数据源；将布设定标器的面目标分解为多个点目标，计算每个点目标的回波并叠加，获得回波仿真信号；进行成像处理，得到包含定标器的场景雷达图像；计算辐射定标系数，完成定标处理。本发明提供的方法采用真实雷达卫星数据进行定标场回波仿真，解决了真实布设定标器实验成本高的问题，实现了星载SAR全链路的辐射定标仿真。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种高精度全链路星载SAR辐射定标仿真方法。

背景技术

自二十世纪五十年代问世以来，经过近七十年的发展，合成孔径雷达(SyntheticAperture Radar，SAR)技术已经进入了一个相对成熟的阶段，并已在地质、水文、农业、林业、城市、海洋、测绘以及军事侦察等方面得到广泛应用。早期SAR应用主要通过雷达图像获取目标的位置、形状、图形、纹理和对比度等信息，是一种定性的应用技术。随着新一代星载SAR的发展，定标后的SAR图像相关技术逐渐成熟，SAR图像的辐射质量逐渐提高，可直接与目标雷达截面积或散射系数相关。这使得SAR图像得以在目标识别与分类、海面实况调查、农作物监测等领域得到定量化应用。

如要实现定量化应用，则需对SAR辐射进行定标，定标场应该足够匀质分布且后向散射强度较弱，以确保用于定标的角反射器的信杂比满足定标处理要求。为便于运输，草原或者沙漠等地区适合于安装角反射器。但目前，在星载SAR定标场实际安装定标角反射器的经济成本较高，实验难度大，实现起来较为困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决实际在定标场布设定标角反射器完成定标辐射实验成本高、难度大的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高精度全链路星载SAR辐射定标仿真方法，包括如下步骤：

S1、读入符合定标场要求的场景的真实雷达卫星数据；

S2、根据步骤S1中读入的雷达卫星数据，选取距离向和方位向点数大小符合要求的面目标作为辐射定标的仿真数据源；

S3、对步骤S2中选取的面目标仿真数据源，通过在场景中心位置加入已知雷达散射截面积的定标器，构造布设定标器的面目标仿真数据源；

S4、将步骤S3中布设定标器的面目标分解为多个点目标，计算每个点目标的回波并叠加，获得回波仿真信号；

S5、对步骤S4中获得的回波仿真信号进行成像处理，得到包含定标器的场景雷达图像；

S6、根据步骤S5中得到的场景雷达图像计算辐射定标系数，结合雷达图像对全场景的雷达散射截面积完成定标处理。

优选地，所述步骤S4中通过频域相乘的方法实现回波仿真。

优选地，所述步骤S4包括：

设雷达的发射信号为一线性调频脉冲串，表示为：

其中，T_p为发射信号脉冲宽度，T_f为脉冲重复周期，f_c为载频，b为发射信号脉冲的线性调频率；

发射信号由天线发射，经地面散射后，再由天线进行相干接收，其回波复信号S(t)表示为：

面目标回波仿真信号分解为N个点目标散射元，表示为：