【技术实现步骤摘要】
一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法
[0001]本专利技术属于弹载双基前视SAR成像系统设计领域,涉及一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法。
技术介绍
[0002]弹载双基前视合成孔径雷达(missile
‑
borne bistatic forward
‑
looking synthetic aperture radar,MBFL
‑
SAR)构型,可实现接收平台俯冲段全程二维高效高分辨成像。相比于机载、星载弹载双基构型,弹载双基构型具有不易受攻击、轨迹设计灵活、合成孔径时间短等优势。机载/星载双基平台的飞行轨迹都较为平稳,构型设计时只需考虑满足图像要求的指标即可。对于弹载双基平台,由于其机动性强,存在较大的三维加速度,成像时间越短,由加速度引起的轨迹弯曲越小,越有利于成像算法的处理。由于需要考虑成像时间对成像质量和制导精度的影响,所以传统的机载/星载双基系统构型设计方法不适用于弹载双基前视SAR系统。所以需要针对弹载双基前视SAR系统研究新的构型设计方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法,解决了系统指标要求约束条件下的弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计的问题,该方法能够在满足系统指标要求的前提下,快速获取使图像性能最优的系统构型参数,为弹载双基前视SAR系统的构型参数设计提供了保证。
[0004]本专利技术解决技术的方案是:
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法,其特征在于:包括:建立地面局部坐标系o
‑
xyz,并在地面局部坐标系o
‑
xyz下建立弹载双基前视SAR系统的空间几何关系;弹载双基前视SAR系统包括发射平台、接收平台和点目标P;计算点目标P的地面距离向分辨率ρ
gr
;计算点目标P的地面方位向分辨率ρ
ga
;计算地面二维分辨率夹角Ω;采用分辨单元面积S约束双基构型二维分辨率指标;将弹载双基前视SAR系统的空间几何关系简化为对双基角的地面投影角β
g
和发射平台与接收平台速度矢量地面投影角ψ的优化;建立发射平台的地面多普勒分量表达式;建立接收平台的地面多普勒分量表达式;则收发双平台在点目标P处的多普勒频率f在地面方向的梯度为设定关于双基角的地面投影角β
g
的第一参数A(β
g
)、第二参数B(β
g
)、第三参数C(β
g
);设定第四参数D;并用第一参数A(β
g
)、第二参数B(β
g
)、第三参数C(β
g
)、第四参数D表示收发双平台在点目标P处的多普勒频率f在地面方向的梯度当双基角的地面投影角β
g
一定时,收发双平台到点目标P的距离之和R在地面方向的梯度的大小和方向一定,即点目标P的地面距离向分辨率ρ
gr
的大小一定;为了使二维分辨单元面积最小,应使在地面垂直方向的投影最大;计算地面垂直方向的单位矢量计算在方向上的投影F;当双基角的地面投影角β
g
一定时,计算使投影F值最大的ψ值,记为ψ
opt
;并在所有满足系统分辨率指标的(β
g
,ψ
opt
)对应的成像时间中找到成像时间最小对应的系统分辨率指标的(β
g
,ψ
opt
),确定最终的发射平台的位置和速度方向,完成参数优化设计。2.根据权利要求1所述的一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法,其特征在于:地面局部坐标系o
‑
xyz的建立方法为:原点o为地面场景中心点,o点所在地球的表切面为xoy平面,z轴垂直于xoy平面指向地球表面外法线方向,y轴为接收平台运动速度在xoy平面的投影方向,x轴由右手定则确定。3.根据权利要求1所述的一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法,其特征在于:弹载双基前视SAR系统的空间几何关系为:接收平台只在yoz平面内移动;发射平台在与yoz平面夹角为ψ的平面内运动;点目标P位于地面局部坐标系o
‑
xyz的原点o处;在t时刻,发射平台和接收平台的位置矢量分别为P
T
和P
R
,速度矢量分别为V
T
和V
R
,到点目标P的斜距矢量分别为R
T
和R
R
,入射角分别为φ
T
和φ
R
,下标T代表发射平台,下标R代表接收平台;发射平台与接收平台视线方向的夹角β为双基角;接收平台的俯冲角为γ;V
T
和V
R
在地面的投影矢量分别为V
Tg
和V
Rg
;发射平台与接收平台的速度投影矢量之间的夹角为ψ。4.根据权利要求1所述的一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法,其特征在于:点目标P的地面距离向分辨率ρ
gr
的计算方法为:
式中,c为光速;为收发双平台到点目标的距离之和R在地面方向的梯度;B为距离向带宽;地面距离向分辨率ρ
gr
的方向与的方向相同;式中,i
x
和i
y
分别为x和y方向的单位矢量;β
g
为双基角的地面投影角;φ
T
为发射平台入射角;φ
R
为发接收台入射角;在B、φ
T
和φ
R
一定的条件下,β
g
越小,地面距离向分辨率ρ
gr
越高。5.根据权利要求1所述的一种弹载双基前视SAR系统构型参数优化设计方法,其特征在于:点目标P的地面方位向分辨率ρ
ga
的计算方法为:式中,T
a
为成像时间;为收发双平台在点目标P处的多普勒频率f在地面方向的梯度;地面方位向分辨率ρ
ga
的方向与的方向相同;式中,i
x
和i
y
分别为x和y方向的单位矢量;i
PT
技术研发人员:郭媛,项红丽,张鑫,丁智泉,
申请(专利权)人:四川航天电子设备研究所,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。