[发明专利]用于相干层析的GEO SAR双星编队构型设计方法

说明书

本发明提供一种用于相干层析的GEO SAR双星编队构型设计方法，通过获取GEO SAR双星编队主星的轨道根数和相关层析的性能要求；主星的轨道根数包括半长轴a_c、离心率e_c、倾角i_c、升交点赤经Ω_c、近地点幅角ω_c、平近点角M_c；相关层析的性能要求包括高度向采样参数；根据主星的轨道根数和高度向采样参数，确定GEO SAR双星编队从星的轨道根数，从星的轨道根数包括半长轴a_d、离心率e_d、倾角i_d、升交点赤经Ω_d、近地点幅角ω_d、平近点角M_d；能够实现编队GEO SAR垂直基线随重访次数的增加，而按照指定的间隔均匀变化，并且可以最小化各次重访的沿轨基线，提高各次重访主辅图像的相关系数，从而提高层析成像的性能。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达技术领域，尤其涉及一种用于相干层析的GEO SAR双星编队构型设计方法。

背景技术

合成孔径雷达层析(TomoSAR)利用多幅具有一定观测视角差异的合成孔径雷达(SAR)图像形成高度向合成孔径，可分离同一个分辨单元内的叠掩目标从而实现三维成像。利用SAR图像生成干涉图后计算相关函数进行层析的技术称为相干层析(Coherence-basedTomoSAR)，其利用相关函数的多视处理可以有效降低相位噪声的影响，因而在森林等自然场景的垂直结构反演中具有重大应用前景。由于传统单星SAR是通过卫星的重访获取多幅图像以生成干涉图，重访间隔导致不同时间的SAR图像受到时间去相关和不同的大气干扰，恶化了SAR图像的相关系数。利用卫星编队可以同时获取多幅图像，具有有效克服大气扰动和场景去相关的优势，是实现相干层析的有效体制。

当前用于相干层析的卫星编队的研究集中于低轨SAR(LEO SAR，轨道高度低于1000km)，由于重访时间长(10天以上)，获取的同一个场景的干涉图数量十分受限，并且各次重访编队的基线存在严重的非均匀性，制约了相干层析的精度。

地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)运行在36000km高度的地球同步轨道上，具有成像范围大、重访时间短(24小时)等优势。利用GEO SAR编队可以大幅提高干涉图的数量进而提高相干层析的精度，而使用双星GEO SAR编队就可以实现每天获取一幅干涉图。

为了实现高度向成像性能最优，编队在高度向的采样需要按照指定的间隔均匀采样，在GEO SAR双星编队中即是要求编队的垂直基线随重访次数均匀变化。这依赖于合理设计的GEO SAR编队构型。编队构型设计的任务是根据主星的轨道根数以及层析的性能要求，设计从星的轨道根数。目前已有的TomoSAR编队构型设计主要针对LEO SAR，其利用多颗卫星沿着高度向排列，无法实现垂直基线随重访次数按指定间隔变化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于相干层析的GEO SAR双星编队构型设计方法，包括：

获取GEO SAR双星编队主星的轨道根数和相干层析的性能要求；所述主星的轨道根数包括半长轴a_c、离心率e_c、倾角i_c、升交点赤经Ω_c、近地点幅角ω_c、平近点角M_c；所述相干层析的性能要求包括高度向采样参数；

根据所述主星的轨道根数和所述高度向采样参数，确定GEO SAR双星编队从星的轨道根数，所述从星的轨道根数包括半长轴a_d、离心率e_d、倾角i_d、升交点赤经Ω_d、近地点幅角ω_d、平近点角M_d。

可选的，所述高度向采样参数包括高度向采样间隔ΔB、高度向初始间隔B₀、高度向采样天数K、从星的星下点轨迹漂移方向。