[发明专利]一种星载SAR指定纬度区域回波仿真方法

摘要

本发明公开了一种星载SAR指定纬度区域回波仿真方法，步骤一：对星载SAR进行空间几何关系建模；步骤二：通过给定的波位参数表获取星载SAR回波仿真参数；步骤三：获取地心角和中间参数K；步骤四：获取角γ₁、角γ₂、升交点幅角u、真近心角f、偏心角E和平均近心角φ；步骤五：确定回波仿真起始时刻t₁；步骤六：确定回波仿真结束时刻t₂；步骤七：根据回波仿真起始时刻t₁和回波仿真结束时刻t₂，进行星载SAR回波仿真。本发明具有精度高、实用性强、获取的仿真数据冗余性小、直观性好等优点。

主权项

1.一种星载SAR指定纬度区域回波仿真方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：对星载SAR进行空间几何关系建模；卫星S位于卫星轨道上，卫星S的波束中心与地球表面相交于P点，P点为位波束瞄准点，卫星S、P点与地心O三点构成了一个三角形，卫星S与地心O的连线与地球表面交于E点，E点为星下点，经过地球的北极P_N与P点的经线与赤道相交于A点，经过地球的北极P_N与E点的经线与赤道相交于B点；升交点为C，近地点为K；星下点E的轨迹形成星下点轨迹DE，DE为球大圆，经过P点与星下点轨迹DE平行的曲线为波束扫描点轨迹D′P，D、D′在同一根经线上，北极P_N与点D、D′形成一个大圆，与赤道相交于点F；其中：1)∠POA＝L为波束同地球表面的交点，即波束瞄准点所对应的纬度角；2)∠PSO＝β为天线波束下视角；3)∠COK＝ω为近地点幅角；4)∠FOD＝i为轨道倾角；5)为地心角；6)∠EOC＝u为升交点幅角；步骤二：通过给定的波位参数表获取星载SAR回波仿真参数；通过给定的波位参数表获取卫星半长轴a，轨道倾角i，轨道偏心率e，近地点俯角ω，过近心点时刻τ，观测目标区域纬度变化范围L₁～L₂，天线波束下视角β，地球平均半径R，地球引力场引力常数μ；步骤三：获取地心角和中间参数K；在点S、E、P、O四点所确定的平面内获取地心角如公式(1)所示：设定P′_NO与DO垂直，并且P′_NO与地球表面相交于点P′_N，D、D′、P_N、P′_N在一个球大圆上，O′D′垂直P′_NO于点O′，则中间参数K如公式(2)所示：步骤四：获取角γ₁、角γ₂、升交点幅角u、真近心角f、偏心角E和平均近心角φ；设角γ₁＝∠P_NO′P，角γ₁如公式(3)所示：设角γ₂＝∠D′O′P，角γ₂如公式(4)所示：升交点幅角u如公式(5)所示：真近心角f如公式(6)所示：f＝u-ω                      (6)偏心角E如公式(7)所示：E=2·atan(1-e1+e·tan(f2))---(7)]]>平均近心角φ如公式(8)所示：φ＝E-e·sinE                (8)步骤五：确定回波仿真起始时刻t₁；回波仿真起始时刻t₁如公式(9)所示：t1=τ+φa3μ---(9)]]>步骤六：确定回波仿真结束时刻t₂；将步骤二中的纬度L2带入步骤四中，将得到纬度L₂时的升交点幅角u、平均近心角φ带入步骤五的式(9)中，得到回波仿真结束时刻t₂；步骤七：根据回波仿真起始时刻t₁和回波仿真结束时刻t₂，进行星载SAR回波仿真；在获取回波仿真起始时刻t₁和回波仿真结束时刻t₂后，根据星地坐标六个转换矩阵进行回波仿真的后续操作。