机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法及系统技术方案

机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法及系统，属于机载雷达技术领域，涉及解决现有技术中的机载SAR两轴平台聚束模式波束方位及俯仰指向的计算方法，用于一轴平台会造成波束指向偏离目标区域的中心点的问题；本发明专利技术的技术方案的研究对象设置为一轴平台，利用目标与载机的经纬度信息，求解NED坐标系下的波束方位指向角，融合相对高度及载机航向角、横滚角信息，解算机体坐标系下，天线阵面的俯仰指向，保证波束的俯仰指向准确。同时，结合机体坐标系下波束的方位指向，最终使得波束指向处于目标区域的中心点。处于目标区域的中心点。处于目标区域的中心点。

【技术实现步骤摘要】
机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法及系统


[0001]本专利技术属于机载雷达
，涉及一种机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法及系统。

技术介绍

[0002]机载SAR(合成孔径雷达)是一种高分辨率的二维成像雷达。聚束模式下，波束从SAR天线阵面射出，实时指向目标区域的中心点。然而，载机在飞行过程中，不可避免地受到气流扰动的影响，致使载机的姿态发生变化，影响波束指向精度。
[0003]为保持载机惯性空间的稳定，可采用稳定平台反向运动补偿载机的变化，进而满足波束指向的精度要求。按照转轴的数量，机载SAR稳定平台分为两轴平台和一轴平台。两轴平台具有方位转轴和俯仰转轴。当载机的姿态发生变化时，采取机械扫描的方式，利用电机拖动系统实时调节/转动天线阵面的方位角和俯仰角，保证波束方位指向及波束俯仰指向的精度。对于两轴平台，波束与天线阵面处于联动状态，波束指向与天线阵面的法线指向时刻保持重合状态。一轴平台仅具有俯仰转轴。当载机的姿态发生变化时，利用相控系统调节波束方位指向；利用电机拖动系统,调节天线阵面的俯仰角进而调整波束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法，其特征在于，包括以下步骤：S1、从组合导航系统的输出数据中读取载机的经度δ
l
、纬度ε
l
、海拔高度σ
l
、航向角α；从地面监控站的发送指令中读取目标区域中心点的经度δ2、纬度ε2、海拔高度σ2；S2、计算NED坐标系下目标区域中心点在XOY平面下的投影位置坐标(A，B)，计算公式如下：A＝[6378137+(σ2+σ1)
×
0.5]
×
sin(δ2‑
δ1)
×
cos[(ε2+ε1)
×
0.5]；B＝[6378137+(σ2+σ1)
×
0.5]
×
sin(ε2‑
ε1)；S3、计算NED坐标系下载机与目标区域中心点的相对高度C，计算公式如下：C＝(6378137+σ1)
‑
(6378137+σ2)
×
cos(ε2‑
ε1)；S4、通过公式β＝α
‑
γ，计算NED坐标系下航向角α与波束方位指向角γ的差值角度β；S5、判断载机与目标区域中心点的相对位置；S6、计算NED坐标系下天线阵面俯仰指向角θ；S7、分析θ的边界条件；S8、从组合导航系统的输出数据中，读取载机当前横滚角η；S9、通过公式ξ＝θ+η解算机体坐标系下天线阵面俯仰指向角ξ。2.根据权利要求1所述的机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法，其特征在于，NED坐标系下所述的波束方位指向角γ的计算方法为：(1)若
‑
10
‑5＜B＜10
‑5；则γ＝0
°
；(2)若γ＞360
°
；则γ＝γ
‑
360
°
；(3)若A＞B＞0；则γ＝90
°‑
arctan(B/A)；(4)若B＞A＞0；则γ＝arctan(A/B)；(5)若A＞0且B＜0且|A|＞|B|；则γ＝90
°‑
arctan(B/A)；(6)若A＞0且B＜0且|A|＜|B|；则γ＝180
°
+arctan(A/B)；(7)若A＜0且B＜0且|A|＞|B|；则γ＝270
°‑
arctan(
‑
B/
‑
A)；(8)若A＜0且B＜0且|A|＜|B|；则γ＝180
°
+arctan(
‑
A/
‑
B)；(9)若A＜0且B＞0且|A|＞|B|；则γ＝270
°‑
arctan(B/A)；(10)若A＜0且B＞0且|A|＜|B|；则γ＝360
°‑
arctan(A/B)。3.根据权利要求2所述的机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法，其特征在于，所述的载机与目标区域中心点的相对位置的计算方法为：
①
若0
°
≤β≤180
°
或
‑
360
°
≤β≤
‑
180
°
，则目标区域中心点在载机机身左侧；
②
若
‑
180
°
＜β＜0
°
或180
°
≤β≤360
°
，则目标区域中心点在载机机身右侧。4.根据权利要求3所述的机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法，其特征在于，所述NED坐标系下天线阵面俯仰指向角θ的计算方法为：
①
若目标区域中心点在载机机身右侧，则|sinβ|)]；
②
若目标区域中心点在载机机身左侧，则若目标区域中心点在载机机身左侧，则5.根据权利要求4所述的机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法，其特征在于，所述的θ的边界条件为：
①
若A2+B2＝0；则目标区域中心点在载机质心的正下方，则设定θ＝0
°
；
②
若β＝0；则目标区域中心点在机身轴线上，设定θ＝0
°
；
③
若C＜0；则目标处于载机上方；设定θ＝0
°
。6.根据权利要求5所述的机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向算法，其特征在于，所述的机体坐标系下天线阵面俯仰指向角ξ的取值范围为：
①
若目标区域中心点在载机机身右侧，则0
°
＜ξ≤90
°
；
②
若目标区域中心点在载机机身左侧，则
‑
90
°
≤ξ＜0
°
。7.机载SAR一轴平台聚束模式天线阵面俯仰指向系统，其特征在于，包括：数据读取模块、投影位置坐标计算模块、相对高度计...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文超，倪田荣，夏建明，李付军，胡松涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：