双基SAR相位同步精度提升方法、装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本公开提供一种相位同步精度提升方法，用于提升双基合成孔径雷达的同步精度，包括：分别对双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加；分别对主星与辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩，提取主星对应的第一峰值相位及辅星对应的第二峰值相位；根据第一峰值相位及第二峰值相位计算补偿相位，对补偿相位进行插值处理；利用插值处理后的补偿相位对辅星的信号进行逐点补偿。该方法可通过相干累加增强接收信号的信噪比，进一步提取相干累加后的同步信号的峰值相位并计算补偿相位，实现辅星的数据逐点补偿，以提高相位补偿精度，从而提升了星载双基SAR相位同步精度。本公开还提供一种相位同步精度提升装置、电子设备及介质。

【技术实现步骤摘要】
双基SAR相位同步精度提升方法、装置、电子设备及介质
本公开涉及雷达
，特别是涉及一种双基SAR相位同步精度提升方法、装置、电子设备及介质。
技术介绍
双基合成孔径雷达(BistaticSyntheticApertureRadar，BiSAR)是一种接收机和发射机处于空间中相隔一定距离的不同工作平台的SAR成像体制。由于收发平台分置，BiSAR系统具备许多传统单基SAR不具备的优势：第一，收发系统分离，可以用较低的硬件费用实现“一发多收”的配置。第二，发射机和接收机搭载的平台多样，构成不同的双基成像系统，比如以在轨的星载SAR作为发射源，以机载平台构成接收系统形成星-机BiSAR系统，或将接收机置于固定位置构成星-地一站固定式BiSAR系统。此外，双星编队也可组成BiSAR系统，比如目前在轨的TanDEM-X系统，以双星编队获取全球高精度的数字高程信息。由于双基系统的基线配置灵活，避免了单基SAR系统在进行干涉处理时的时间去相干和大气效应问题，能够得到比单基SAR系统更好的地形高程测量结果。然而，与单基SAR相比，双基SAR系统面临许多新的挑战。由于接收机与发射机的分离，因此需要波束同步、时间同步和相位同步三大同步技术的支持。波束同步意味着接收机和发射机的天线必须同时指向相同的地面区域。时间同步意味着发射脉冲和不同接收机回波采集窗口的同步性。使用现今商用的全球定位系统(GPS)单元进行测量，可以在每秒两次脉冲(PPSs)之间实现15纳秒的标准偏差。但是这样的同步精度对于很多应用来说并不理想，这是因为双基SAR数据是由两个不同的振荡器采集的，双星之间的任何偏差都会造成记录的SAR原始回波数据的残余调制。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对于上述技术问题，本公开提出一种双基SAR相位同步精度提升方法及装置，用于至少部分解决上述技术问题。(二)技术方案根据本公开第一方面，提供一种相位同步精度提升方法，用于提升双基合成孔径雷达的同步精度，包括：分别对双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加；分别对主星与辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩，提取主星对应的第一峰值相位及辅星对应的第二峰值相位；根据第一峰值相位及第二峰值相位计算补偿相位，对补偿相位进行插值处理；利用插值处理后的补偿相位对辅星的信号进行逐点补偿。可选地，在分别对所述双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加之前，还包括：计算相干累加的最优累加脉冲数。可选地，计算相干累加的最优累加脉冲数，包括：根据不等式计算所述脉冲累加数；其中，t为相干累加时间，M为相干累加脉冲数，PRT为脉冲重复周期，Δf1为主星频率偏差，Δf2为辅星频率偏差；为接收机噪声引起的相位误差，Bw表示信号带宽，SNR表示相干累加后的信噪比，Hsyn(f)＝1，方位向传递函数Haz(f)＝sin(πTaf)/(πTaf)，f表示频率Ta表示方位压缩平均时间。可选地，分别对主星与辅星相干累加后的同步信号进行脉冲压缩，包括：利用主星的同步接收信号构造滤波器，对主星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩；利用辅星的同步接收信号构造滤波器，对所述辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩。可选地，根据所述第一峰值相位及第二峰值相位计算补偿相位，包括：根据公式计算补偿相位，其中，为补偿相位，为第一峰值相位，为第二峰值相位。可选地，补偿相位进行插值处理，包括：利用双基合成孔径雷达的方位向点数对补偿相位进行插值处理。可选地，在利用插值处理后的补偿相位对辅星的信号进行逐点补偿之后，还包括：对主星及辅星的回波处理信号进行成像。根据本公开第二方面，提供一种相位同步精度提升装置，用于提升双基合成孔径雷达的同步精度，包括：累加模块，用于分别对双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加；提取模块，用于分别对主星与辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩，提取主星对应的第一峰值相位及辅星对应的第二峰值相位；插值模块，用于根据第一峰值相位及第二峰值相位计算补偿相位，对补偿相位进行插值处理；补偿模块，用于利用插值处理后的补偿相位对辅星的信号进行逐点补偿。根据本公开第三方面，提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述相位同步精度提升方法。根据本公开第四方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，指令在被执行时用于实现上述相位同步精度提升方法。(三)有益效果本公开提出一种双基SAR相位同步精度提升方法、装置、电子设备及介质，有益效果为：通过对接收到的主星及辅星的同步信号进行相干累加，以增强接收信号的信噪比，进一步提取相干累加后的同步信号的峰值相位并计算补偿相位，实现辅星的数据逐点补偿，以提高相位补偿精度，从而提升了星载双基SAR相位同步精度。附图说明为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。其中：图1示意性示出了根据本公开实施例的双基SAR相位同步精度提升方法的流程图；图2示意性示出了根据本公开又一实施例的精度提升相位同步精度提升方法的流程图图3示意性示出了本公开实施例的双基SAR同步信号的发射时序图；图4示意性根据本公开实施例的双基SAR信号处理各个环节中可能引入的相位误差图；图5示意性根据本公开实施例的不同同步频率下几种误差源引起的相位误差曲线图；图6示意性根据本公开实施例的某一具体参数下不进行相干累加的接收机信号信噪比图。图7示意性示出了根据本公开实施例的某一具体参数下进行相干累加后的接收机信号信噪比图；图8示意性示出了根据本公开实施例的相位同步精度提升装置的框图；图9示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的框图。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。本公开提供了一种双基SAR相位同步精度提升方法及能够应用于该方法的装置，用于提升双基合成孔径雷达的同步精度，该方法包括：分别对双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加。分别对主星与辅星相干累加后的下传同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相位同步精度提升方法，用于提升双基合成孔径雷达的同步精度，包括：/n分别对所述双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加；/n分别对所述主星与辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩，提取所述主星对应的第一峰值相位及所述辅星对应的第二峰值相位；/n根据所述第一峰值相位及所述第二峰值相位计算补偿相位，对所述补偿相位进行插值处理；/n利用插值处理后的补偿相位对所述辅星的信号进行逐点补偿。/n

【技术特征摘要】
1.一种相位同步精度提升方法，用于提升双基合成孔径雷达的同步精度，包括：
分别对所述双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加；
分别对所述主星与辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩，提取所述主星对应的第一峰值相位及所述辅星对应的第二峰值相位；
根据所述第一峰值相位及所述第二峰值相位计算补偿相位，对所述补偿相位进行插值处理；
利用插值处理后的补偿相位对所述辅星的信号进行逐点补偿。


2.根据权利要求1所述的相位同步精度提升方法，其中，在所述分别对所述双基合成孔径雷达中主星与辅星的下传同步信号进行相干累加之前，还包括：
计算所述相干累加的最优累加脉冲数。


3.根据权利要求2所述的相位同步精度提升方法，其中，所述计算所述相干累加的最优累加脉冲数，包括：
根据不等式计算所述脉冲累加数；
其中，t＝M·PRT，t为相干累加时间，M为相干累加脉冲数，PRT为脉冲重复周期，Δf1为主星频率偏差，Δf2为辅星频率偏差；


为接收机噪声引起的相位误差，Bw表示信号带宽，SNR表示相干累加后的信噪比，Hsyn(f)＝1，方位向传递函数Haz(f)＝sin(πTaf)/(πTaf)，f表示频率Ta表示方位压缩平均时间。


4.根据权利要求1的相位同步精度提升方法，其中，所述分别对所述主星与辅星相干累加后的同步信号进行脉冲压缩，包括：
利用所述主星的同步接收信号构造滤波器，对所述主星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩；
利用所述辅星的同步接收信号构造滤波器，对所述辅星相干累加后的下传同步信号进行脉冲压缩。

【专利技术属性】
技术研发人员：林昊宇，梁达，张衡，方庭柱，刘大成，陈亚锋，王宇，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11