[发明专利]一种星载环扫多普勒散射计的姿态和斜距误差估计方法

权利要求书

1.一种星载环扫多普勒散射计的姿态和斜距误差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建星载环扫多普勒散射计的多普勒估计误差与姿态和斜距误差关系模型，得到关系模型；

获取雷达信号并根据雷达信号估计多普勒误差，得到多普勒估计误差；

根据关系模型和多普勒估计误差，得到星载环扫多普勒散射计的姿态误差和斜距误差；

所述关系模型包括存在斜距误差情况下的多普勒误差模型、存在俯仰角情况下的多普勒误差模型、存在横滚角情况下的多普勒误差模型和存在偏航角情况下的多普勒误差模型；

存在斜距误差ΔR情况下的多普勒误差模型的表达式如下：

其中，为方位角，θ表示雷达入射角，v表示雷达载体前进速度，λ表示雷达波长，V＝[v_x,v_y,v_z]表示卫星速度矢量，R_s表示卫星距地心距离，R为目标斜距，ω_e表示地球自转角速度标量，ω_e＝7.292e^-5rad/s，[x_e,y_e,z_e]表示地球自转角速度ω分别在x轴、y轴和z轴上对应的分量；

存在俯仰角α情况下的多普勒误差模型的表达式如下：

其中，α为俯仰角；

存在横滚角β情况下的多普勒误差模型的表达式如下：

其中，β为横滚角；

存在偏航角γ情况下的多普勒误差模型的表达式如下：

其中，γ为偏航角。

2.根据权利要求1所述一种星载环扫多普勒散射计的姿态和斜距误差估计方法，其特征在于，所述姿态包括俯仰角、横滚角和偏航角。

3.根据权利要求2所述一种星载环扫多普勒散射计的姿态和斜距误差估计方法，其特征在于，所述获取雷达信号并根据雷达信号估计多普勒误差，得到多普勒估计误差这一步骤，其具体包括：

获取雷达回波信号并基于最优估计法对多普勒中心进行估计，得到多普勒中心估算值；

获取卫星参数、斜距、地球模型和高程模型并根据卫星参数、斜距、地球模型和高程模型，得到多普勒中心理论值；

将多普勒中心估算值减去多普勒中心理论值，得到多普勒估计误差。

4.根据权利要求3所述一种星载环扫多普勒散射计的姿态和斜距误差估计方法，其特征在于，所述根据关系模型和多普勒估计误差，得到星载环扫多普勒散射计的姿态误差和斜距误差这一步骤，其具体包括：

根据每个方位角获取的雷达回波信号计算对应的多普勒估计误差；

基于多普勒估计误差和关系模型联立方程组；

基于最小二乘法求解方程组得到俯仰角误差、横滚角误差、偏航角误差和斜距误差。