[发明专利]针对人造卫星微动状态的雷达信号仿真方法

说明书

本申请提出了一种针对人造卫星微动状态的雷达信号仿真方法，该方法包括：基于预设数量的散射点，建立卫星散射点三维仿真模型；确定待仿真的多个卫星微运动，针对每个卫星微运动分别建立运动模型，在每个运动模型下计算每个散射点至雷达的距离，并根据每个散射点至雷达的距离计算当前卫星微运动的雷达回波数据，多个卫星微运动包括：卫星整体转动复合振动、太阳帆板沿长轴转动、太阳帆板展开和天线展开复合转动；对每个卫星微运动的雷达回波数据进行时频分析，获取每个卫星微运动的时频谱图。该方法能够仿真卫星微运动引起的微多普勒效应，并展示不同微动状态下的时频谱图，有利于更加高效的监测卫星的微运动。

技术领域

本申请涉及空间目标仿真建模技术领域，尤其涉及一种针对人造卫星微动状态的雷达信号仿真方法。

背景技术

随着航天设备技术的发展，新一代的卫星不仅可以进行天线转动、太阳帆板展开收起等，还可以进行快速机动变轨、机械臂抓取等复杂操作。然而，由于在轨卫星数量的不断增加，空间碎片碰撞风险急剧上升，为避免发生碰撞要进行机动规避，但每次进行规避操作都需要消耗较多的资源。面对日益复杂、多变的空间安全环境，尤其是随着低轨大规模星座爆发、空间系统功能模糊性增强，给卫星的空间态势感知系统带来了前所未有的挑战。

相关技术中的针对人造卫星等空间目标的监视手段，还无法达到对空域、时域的无缝覆盖，探测距离和探测精度较低，无法获取丰富的实际数据用于人造卫星等空间目标的研究和判别，因此，有必要开展人造卫星运动状态仿真技术研究，为其监测感知提供技术支撑。其中，雷达以其全天时全天候的探测能力成为人造卫星监测感知不可缺少的重要手段之一，雷达特征信号是雷达目标识别的依据。

另外，空间目标或目标的组成部分除主体平动之外的转动、振动、进动等小幅运动称为微运动，卫星的典型微运动行为所涉及到的基本微动类型包括转动、振动以及进动等。目标的微运动反映了目标精细特征，具有重要价值，在雷达探测与识别领域受到广泛关注。

然而，由于目前缺乏专用于空间目标微动监测感知的雷达，积累的雷达回波数据量不足，一定程度上限制了在此领域的深入研究。因此，目前亟需一种对卫星微运动状态的雷达信号进行仿真的方法，为设计更加高效的卫星监视系统提供支撑。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种针对人造卫星微动状态的雷达信号仿真方法，该方法能够仿真卫星微运动引起的微多普勒效应，并展示不同微动状态下的时频谱图，解决了目前缺乏专用于空间目标微动监测感知的雷达，积累的雷达回波数据量不足，限制了对空间目标的微运动深入研究的问题。

本申请的第二个目的在于提出一种针对人造卫星微动状态的雷达信号仿真装置。

本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请的第一方面实施例提出了一种针对人造卫星微动状态的雷达信号仿真方法，包括以下步骤：

基于预设数量的散射点，建立卫星散射点三维仿真模型，所述卫星散射点三维仿真模型中每个预设部件具有对应的散射点组；

确定待仿真的多个卫星微运动，建立雷达坐标系、目标本体坐标系和参考坐标系，针对每个所述卫星微运动分别建立运动模型，在每个所述运动模型下计算每个散射点至雷达的距离，并根据所述每个散射点至雷达的距离计算当前卫星微运动的雷达回波数据，其中，所述多个卫星微运动包括：卫星整体转动复合振动、太阳帆板沿长轴转动、太阳帆板展开和天线展开复合转动；

对每个所述卫星微运动的雷达回波数据进行时频分析，获取每个所述卫星微运动的时频谱图。