针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，涉及分布式SAR系统技术领域，包括：获取主卫星的轨道初始参数，并根据主卫星的轨道初始参数获取主卫星的轨道参数；对主卫星的轨道参数中的真近点角进行调整，得到第一辅卫星的轨道参数和第二辅卫星的轨道参数；其中，主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的基线满足顺轨基线取值范围；根据任务的需求，固定主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的轨道参数，获取机动卫星的轨道参数，以确定分布式卫星轨道参数。本申请能够提供灵活的多基线，为高精度海面环境监测奠定基础。为高精度海面环境监测奠定基础。为高精度海面环境监测奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法


[0001]本专利技术属于分布式SAR系统
，具体涉及一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法。

技术介绍

[0002]现有全球海面流场测量主要基于星载高度计、散射计和合成孔径雷(Synthetic Aperture Radar，SAR)多传感器融合，形成分辨率较低的全球流场基础数据库；其中，星载SAR反演海面流场具有全天时、全天候、高空间分辨率等优点，可以利用不同波段、不同极化、不同视角、不同分辨率的优势，更加适合海面特征观测和信息反演。
[0003]现有技术中，传统的SAR卫星受平台限制，基线单一且固定，无法满足复杂多变海况下的高精度观测需求；同时，只能获取雷达波束视向上的海面流场，无法获取海面二维空间流场，造成海面流场测量的空间维度不足，无法精确反演海洋内部能量交互过程；即使使用传统的星载SAR反演海面流场，在卫星轨道不调整的情况下，只能提供单组垂直有效基线和沿航迹基线，也不可避免会有时变的混合基线存在，如此，对空
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时变海流的顺轨干涉测量带来极大挑战。
[0004]因此，亟需改善现有技术中存在的上述缺陷。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本申请提供一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，包括：
[0007]获取主卫星的轨道初始参数，并根据主卫星的轨道初始参数获取主卫星的轨道参数；其中，主卫星的轨道初始参数包括主卫星的轨道类型、轨道高度和下视角，主卫星的参数包括半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和真近点角；
[0008]对主卫星的轨道参数中的真近点角进行调整，得到第一辅卫星的轨道参数和第二辅卫星的轨道参数；其中，主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的基线满足顺轨基线取值范围；
[0009]根据任务的需求，固定主卫星、第一辅卫星、第二辅卫星的轨道参数，获取机动卫星的轨道参数，以确定分布式卫星轨道参数。
[0010]本专利技术的有益效果：
[0011]本专利技术提供的一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，首先，获取主卫星的轨道初始参数，根据主卫星的轨道初始参数，获取主卫星的轨道参数，对主卫星的轨道参数中的真近点角进行调整，得到第一辅卫星的轨道参数和第二辅卫星的轨道参数，主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的基线满足顺轨基线取值范围；其次，固定主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的轨道参数，获取机动卫星的轨道参数；如此，根据任务需求，调整
第一辅星、第二辅星以及机动卫星的轨道参数，形成不同分布式卫星编队构型，可以实现复杂海况下的多尺度、多角度海洋现象的观测，实现高精度二维海面流场反演，实现海洋动力环境探测能力的跨越。
[0012]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星编队构型的一种示意图；
[0014]图2是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星编队构型的另一种示意图；
[0015]图3是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星编队构型的另一种示意图；
[0016]图4是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法的一种流程图；
[0017]图5是本专利技术实施例提供的顺轨基线的一种示意图；
[0018]图6是本专利技术实施例提供的切轨基线的一种示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0020]现有技术中，星载SAR形成顺轨干涉体制主要包括三种形式；第一、单颗卫星通过孔径切换的方式形成多个距离较近的等效相位中心，如TerraSAR
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X、Radarsat
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2、GF
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3等卫星；第二，单颗卫星通过伸展臂形成距离较远的等效相位中心，如SRTM双天线干涉SAR系统；第三，通过双星编队形式形成分布式星载SAR系统，如TerraSAR
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X和TanDEM
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X形成的Helix编队方式；其中，前两种方式受限于雷达平台限制，基线单一且固定，无法满足复杂多变海况下的高精度观测需求，同时，采用前两种方式只能获取雷达波束视向上的海面流场，无法获取海面二维空间流场，造成海面流场测量的空间维度不足，无法精确反演海洋内部能量交互过程；第三种方式可以灵活调整基线，实现切轨干涉测量和顺轨干涉测量，但是双星轨道在不调整的情况下，只能提供单组垂直有效基线和沿航迹基线，同时也不可避免会有时变的混合基线存在，对空
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时变海流的顺轨干涉测量处理带来极大挑战。
[0021]有鉴于此，本专利技术提供一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，根据任务需求调整主卫星、第一辅卫星、第二辅卫星、机动卫星的轨道参数，以提供稳定的多基线，高精度二维海面流场反演，实现海洋动力环境探测能力的跨越。
[0022]请参见图1～图4所示，图1是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星编队构型的一种示意图，图2是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星编队构型的另一种示意图，图3是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星编队构型的另一种示意图，图4是本专利技术实施例提供的针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法的一种流程图，本申请所提供的一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，包括：
[0023]S101、获取主卫星的轨道初始参数，并根据主卫星的轨道初始参数获取主卫星的轨道参数；其中，主卫星的轨道初始参数包括主卫星的轨道类型、轨道高度和下视角，主卫星的轨道参数包括半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和真近点角；
[0024]S102、对主卫星的轨道参数中的真近点角进行调整，得到第一辅卫星的轨道参数和第二辅卫星的轨道参数；其中，主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的基线满足顺轨基线取值范围；
[0025]S103、根据任务的需求，固定主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的轨道参数，获取机动卫星的轨道参数，以确定分布式卫星轨道参数。
[0026]具体而言，请继续参见图1～图4所示，本实施例中提供的一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，首先，获取主卫星的轨道初始参数，根据主卫星的轨道初始参数，获取主卫星的轨道参数，对主卫星的轨道参数中的真近点角进行调整，得到第一辅卫星的轨道参数和第二辅卫星的轨道参数，主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的基线满足顺轨基线取值范围；其次，固定主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的轨道参数，获取机动卫星的轨道参数；如此，根据任务需求，调整机动卫星轨道参数，形成不同分布式卫星编队构型，具备多角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，其特征在于，包括：获取主卫星的轨道初始参数，并根据所述主卫星的轨道初始参数获取主卫星的轨道参数；其中，所述主卫星的轨道初始参数包括主卫星的轨道类型、轨道高度和下视角，所述主卫星的轨道参数包括半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和真近点角；对所述主卫星的轨道参数中的真近点角进行调整，得到第一辅卫星的轨道参数和第二辅卫星的轨道参数；其中，所述主卫星、所述第一辅卫星和第二辅卫星的基线满足顺轨基线取值范围；根据任务的需求，固定所述主卫星、所述第一辅卫星和所述第二辅卫星的轨道参数，获取机动卫星的轨道参数，以确定分布式卫星轨道参数。2.根据权利要求1所述的针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，其特征在于，根据任务需求，所述分布式卫星编队构型包括多顺轨基线构型、顺轨和切轨基线构型，以及顺轨和切轨混合基线构型。3.根据权利要求2所述的针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，其特征在于，针对所述多顺轨基线构型，所述机动卫星的轨道参数获取过程为：调整所述机动卫星的轨道参数中的真近点角，使所述机动卫星的轨道参数中除真近点角外，其余轨道参数均与所述主卫星、所述第一辅卫星和所述第二辅卫星的轨道参数相同，且机动卫星与主卫星、第一辅卫星和第二辅卫星的顺轨基线满足顺轨道基线取值范围。4.根据权利要求2所述的针对二维海面流场反演的分布式卫星轨道仿真方法，其特征在于，针对所述顺轨和切轨基线构型，所述机动卫星的轨道参数获取过程包括：调整所述机动卫星的轨道参数中的轨道倾角、升交点赤经和真近点角，使所述机动卫星的轨道和主卫星的轨道满足Helix构型的双螺旋轨道，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐繁乙，张庆君，郭桓丞，李真芳，刘磊，王志斌，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：