微波凝视关联成像对地观测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，包括：通过静轨卫星平台中的收发一体式微波凝视关联成像系统，进行一次微波凝视关联成像，得到观测区域大范围低分辨成像结果，并确定重点目标区域；利用基于静轨卫星平台和浮空器平台进行同步接收的广域收发分置与任务协同的二次微波凝视关联成像，最终得到重点目标区域的高分辨成像结果。该方法可以实现全天时、全天候、大范围、低分辨观测普查与小范围热点区域重点目标的高分辨微波凝视成像，适用于军事战场侦查、抗震救灾等对地遥感应用场景。

Ground observation method for microwave gaze associated imaging

The invention discloses a microwave static orbit satellite and aerostat platform based on Collaborative gaze correlated imaging for earth observation methods, including: gaze correlated imaging system through the geostationary satellite platform microwave transceiver, a microwave staring correlated imaging, the observed areas of low resolution imaging results, and determine the the key target area; use of geostationary satellite platform and aerostat platform synchronization in wide area of bistatic two microwave staring imaging and associated collaborative tasks based on the obtained high resolution imaging results of key target area. The method can be applied to all time, all-weather, large-scale, low resolution survey and high-resolution microwave staring imaging of small areas and key areas. It is suitable for remote sensing application scenarios such as military battlefield investigation, earthquake relief and so on.

【技术实现步骤摘要】
微波凝视关联成像对地观测方法
本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法。
技术介绍
雷达成像(RadarImaging)技术是雷达发展史上的一个飞跃，其拓展了雷达最初的检测(Detection)和测距(Ranging)的功能，使得雷达能利用获取的电磁散射信息，获得对场景的全景雷达图像。合成孔径雷达(SAR)虽然具有较高的方位向分辨率，但其重访周期长，在需要长时间连续凝视观测和成像的场景下，存在不可避免的先天劣势。传统的实孔径雷达凝视成像，其角度分辨率受实际天线阵列孔径限制，限制了其在实际中的应用。微波凝视关联成像因为具有超越实孔径雷达成像分辨率极限以及快速成像的优点，在最近几年取得了较快的发展。该成像方法的核心是构造一个具有时空两维随机特性的辐射场照射目标区域，使位于不同位置的目标散射独立的时变的回波，最后对回波和预置的辐射场进行关联处理得到反演图像。静轨卫星轨道周期和地球自转周期相同，所以静轨卫星平台恰好可以满足微波凝视关联成像凝视的特点，可以对地球表面大范围区域进行监测。但由于其轨道高度较高，实孔径雷达分辨率跟成像距离成正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，包括：通过静轨卫星平台中的收发一体式微波凝视关联成像系统，进行一次微波凝视关联成像，得到观测区域大范围低分辨成像结果，并确定重点目标区域；利用基于静轨卫星平台和浮空器平台进行同步接收的广域收发分置与任务协同的二次微波凝视关联成像，最终得到重点目标区域的高分辨成像结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，包括：通过静轨卫星平台中的收发一体式微波凝视关联成像系统，进行一次微波凝视关联成像，得到观测区域大范围低分辨成像结果，并确定重点目标区域；利用基于静轨卫星平台和浮空器平台进行同步接收的广域收发分置与任务协同的二次微波凝视关联成像，最终得到重点目标区域的高分辨成像结果。2.根据权利要求1所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，所述静轨卫星平台中载有收发一体式微波凝视关联成像系统；收发一体式微波凝视关联成像系统中，N个位于的高增益的天线单元均匀或非均匀分布组成展开式大口径的星载天线阵列，i＝1...N；星载接收机天线位于星载天线阵列的中心处；所有天线单元同步发射的随机信号表示为：其中，fik为第i个辐射天线单元的第k个脉冲的发射频率，在带宽B范围内随机选择，辐射单元之间满足正交跳频图案，K为发射脉冲总个数，τ为脉冲持续时间，Tp为脉冲间隔，t为时刻。3.根据权利要求2所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，将星载天线阵列波束内斜下视方向的观测区域Sh划分J个低分辨的粗网格，J＝P×Q；P为方位向分辨单元数，Q为距离向分辨单元数，第j个网格中心位置记为其目标后向散射系数为j＝1,2,3····J，则在观测区域Sh形成的入射随机辐射场表示为：其中，c＝3×108m/s，入射随机辐射场与观测区域Sh内的目标相互作用，由星载天线阵列所接收的散射回波表示：其中考虑到包含到达接收机的双程自由空间传播，定义修正的随机辐射场为：4.根据权利要求3所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，经过时间域与空间域离散化操作，散射回波方程表示为如下矩阵形式：矩阵矢量形式如下：利用随机辐射场和同步接收的散射回波，通过时、空关联成像处理，获得观测区域大范围低分辨成像结果，其关联成像过程表示为：其中，为关联成像算法的算符，对于一次关联成像，直接一阶场强关联算法、伪逆算法、正交匹配追踪OMP算法或者稀疏贝叶斯学习SBL算法实现。5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，通过对得到的观测区域Sh大范围低分辨成像结果进行分析，确定重点目标图像信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭圆月，王东进，陈卫东，夏瑞，邓杰，李泓旻，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34