[发明专利]一种提高星载雷达高度计近海岸观测能力的方法

说明书

本发明公开了一种提高星载雷达高度计近海岸观测能力的方法。本发明中星载雷达高度计实时接收卫星平台传送的星下点位置与轨迹方向更新信息，并结合陆海地图判断高度计是否经过海陆切换点，还未到切换点时所述高度计保持原工作状态；当从海面进入陆地时，高度计经过回波跟踪状态确认进入陆地后切换到陆地工作模式；当从陆地进入海洋时，高度计提前进入高精度回波搜索模式。通过合理规划在陆海转换区域的工作模式，大幅提高高度计的搜索效率、减少搜索时间，抑制了陆地回波对海洋回波的干扰，大幅提高了星载雷达高度计的近海岸观测能力。

技术领域

本发明属于星载雷达高度计技术领域，具体涉及一种提高星载雷达高度计近海岸观测能力的方法。

背景技术

星载雷达高度计是一种重要的主动式微波遥感设备，通过对海洋的探测和数据反演，可以获取丰富的海面特征信息，广泛应用于海洋地球物理学、海洋动力学、海洋气候与环境监测等方面的研究。传统的星载雷达高度计一般采用全去斜技术和底视探测的方法。在陆海转换区域(近海岸区域)，星载雷达高度计的探测内既有海洋回波，又有陆地回波，这种情况下存在陆地回波对海洋回波的污染，造成高度计在近海岸区域探测数据失效，形成探测盲区。星载雷达高度计在近海岸探测足迹如图1示意图，图2为星载雷达高度计在近海岸回波功率示意图。

在星载雷达高度计系统设计上一般采用两种方法提高对近海岸区域、冰区等陆海转换区域的探测能力。第一种方法通过提高星载雷达高度计的探测频段以减小地面探测足迹大小；当天线口径为1.2m时，Ka频段和Ku频段星载雷达高度计实孔径足迹大小如表格1所示。从表格1可以得出星载雷达高度计Ka频段实孔径足迹大小为Ku频段的40％左右，所以Ka频段高度计近海区域探测能力要优于Ku频段。

表格1 Ka/Ku频段星载雷达高度计足迹对比

第二种方法将合成孔径技术应用在星载雷达高度计中，在卫星平台的运动过程中对某一目标进行多次独立观测，并进行相干处理，即使用小尺寸宽波束天线，经过孔径合成后等效为大尺寸窄波束天线，从而得以提高方位分辨率并缩小星载雷达高度计波束足迹。通过图3与图5、图4与图6对比传统星载雷达高度计与合成孔径高度计探测足迹；其中，图3为传统星载雷达高度计探测足迹示意图，图4为其对应俯视图；图5为合成孔径高度计探测足迹示意图，图6为其对应俯视图。图5和图6采用合成孔径高度计在顺轨向能够达到百米量级分辨率，但在交轨向分辨率仍比较低，通过在合成孔径高度计上采用干涉的方法(即InSAR模式)，能提高交轨向分辨率，可以有效提高星载雷达高度计对近海岸区域、冰区等陆海转换区域的探测能力。

以上两种方法虽然能有效提高星载雷达高度计对陆海转换区域的探测能力，但受高度计在轨回波跟踪策略及搜索时间等因素影响，近海岸观测能力较弱。目前在轨运行的星载雷达高度计采用实孔径闭环跟踪模式，造成其搜索效率较低，不适用于陆海交换区域的观测应用。星载雷达高度计在轨实孔径闭环跟踪模式下，由于测量足迹远大于合成孔径足迹，在陆海转换区域会造成陆地回波污染海洋回波，甚至造成高度计距离跟踪失锁等极端情况。

发明内容

为了解决星载雷达高度计在陆海转换区域观测能力弱的问题，本发明提供了一种提高星载雷达高度计近海岸观测能力的方法，根据陆海地图信息判断海陆切换点，准确调整星载雷达高度计在陆海转换区域的工作模式，以提高合成孔径星载雷达高度计在近海岸的观测能力。

本发明提供的提高星载雷达高度计近海岸观测能力的方法，包含以下过程：

步骤1卫星平台通过双区乒乓操作方式存储并更新陆海地图信息；

步骤2星载雷达高度计实时接收卫星平台传送的星下点位置与轨迹方向更新信息，并结合陆海地图提前判断高度计是否经过海陆切换点；

步骤3星载雷达高度计根据判断的切换点类型提前切换到相应的工作模式。