[发明专利]基于无源卫星的SAR天线距离向双程方向图测量方法

权利要求书

1.一种基于无源卫星的SAR天线距离向双程方向图测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据SAR卫星轨道高度，计算SAR卫星空间速度；

步骤2：确定定标卫星轨道高度；根据定标卫星的轨道参数，计算定标卫星空间速度；

步骤3：计算定标卫星轨道高度下，SAR测绘带的覆盖范围及测绘带的移动速度；

步骤4：计算定标卫星顺轨速度分量和交轨速度分量，并计算定标卫星轨道倾角；

步骤5：对处于测绘带内的各定标卫星进行成像并从所成图像中测量无源定标器响应，得到各定标器的响应值；

步骤6：利用SAR卫星和定标卫星的三维坐标和天线指向信息，建立两个卫星的相对几何关系，计算定标卫星成像时刻对应的俯仰角和斜距；

步骤7：利用得到的斜距对各定标器的响应值进行归一化距离校正，得到校正后的响应值；

步骤8：根据波束入射角和校正后的响应值重建双程距离向天线方向图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，假定星载SAR的距离波束中心指向θ₀为30°，距离向波束宽度为4°，方位向发射波束宽度θ_w为2°，则星载SAR相对于定标卫星的距离向测绘带宽W_r为：

W_r＝(H_SAR-H_CAL)*(tan(θ₀+2°)-tan(θ₀-2°))

方位向测绘带宽度为：测绘带的移动速度为：

其中r₀＝(H_SAR-H_CAL)/cos(θ₀-2°)为定标卫星处于测绘带内时到SAR天线的最短距离，θ_i利为第i个定标卫星对应的波束入射角；R_e为地球半径，H_SAR为SAR卫星轨道高度，H_CAL为定标卫星轨道高度，V_CAL为定标卫星空间速度，V_SAR为SAR卫星空间速度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，定标卫星轨道倾角计算方式具体如下：

令定标卫星速度顺轨分量V_{CAL_A}通过测绘带方位向宽度的时间与定标卫星速度交轨分量V_{CAL_R}通过测绘带距离向宽度的时间相等；

定标卫星轨道倾角i_CAL＝i_SAR+arccos(V_CAL-A/V_CAL)，其中，i_SAR为SAR卫星轨道倾角；由此求出定标卫星的轨道倾角。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤8中，根据雷达方程解得SAR天线双程距离向方向图采样值为：

其中P_i为第i个定标卫星所搭载的点目标的散射强度；g为雷达发射接收增益，λ为信号波长，τ_P为脉冲宽度，f_s为SAR接收机采样频率，f_PRF为发射脉冲重复频率，V为SAR卫星相对于定标卫星的速度，ρ_α为方位向分辨单元尺寸；R_i为第i个定标卫星与SAR卫星之间的距离，G²(θ_i)为天线方向图值，θ_i利为第i个定标卫星对应的波束入射角，σ_i为第i个定标卫星搭载的点目标RCS。

5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，通过曲线拟合得到星载轨SAR天线的距离向方向图。