星载SAR卫星成像性能闭环测试方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种星载SAR卫星成像性能闭环测试方法及系统，主要步骤如下：利用动力学模拟器与GNSS模拟器闭环，录取星历、位置、速度参数；利用上述参数进行回波仿真；利用固定时延标准线性调频信号对链路时延进行测量；目标回波模拟器对时延进行补偿；利用动力学模拟器、GNSS模拟器、目标回波模拟器闭环进行成像测试。本发明专利技术解决了整星阶段成像质量测试以及星上SAR数据处理成像问题。本发明专利技术提出的方法解决了地面SAR成像质量测试中存在回波辅助数据与仿真结果不一致、实际链路时延与回波仿真不一致、无法支持星上SAR数据处理成像等问题，可极大提高成像质量测试效率，提高测试覆盖性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
星载SAR卫星成像性能闭环测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及信号与信息处理的
，具体地，涉及星载SAR卫星成像性能闭环测试方法及系统。

技术介绍

[0002]星载SAR卫星具有全天候、全天时数据获取、高度自动化数据处理的优点，目前已成为世界各国广泛研究和重点发展的遥感探测手段之一。
[0003]星载SAR利用SAR天线发射信号，信号经地面漫反射后被雷达接收，形成包含地物散射信息的回波数据，对该回波成像处理后可生成SAR图像。在SAR载荷地面测试过程中，由于无星地信号链路，为了对SAR成像质量进行测试，需要目标回波模拟器进行回波模拟。作为SAR载荷集成测试和上整星测试的地面测试设备之一，SAR目标回波模拟器主要用于接收SAR发射的信号、模拟产生回波信号并馈入SAR接收通道，从而对SAR系统功能和性能指标进行测试和评估。
[0004]目前SAR成像测试时利用提前仿真好的目标回波数据，通过模拟器接入星载SAR系统，由于仿真数据与测试时实际星历、GNSS数据不一致，导致获取的SAR数据中辅助数据域仿真不一致，成像处理时不能直接读取辅助数据进行成像，而需要外部额外输入星历、GNSS数据，与实际在轨流程不符，对成像质量验证带来不便。同时，由于模拟器通过星载SAR内定标系统接入，导致了额外的时延误差，导致测试获取数据的实际时延与仿真结果不一致，也需要后续成像处理过程中进行补偿，这些导致地面成像处理软件处理流程与在轨实际数据处理流程不同，需额外增加一套适应地面处理的成像软件，且存在在轨成像软件验证不充分的问题。
[0005]星上实时处理是后续SAR卫星发展热点及方向之一，但由于上述回波辅助数据与仿真结果不一致、实际链路时延与回波仿真不一致问题，目前地面星载SAR获取的数据无法满足星上实时处理系统的测试需求，星上实时处理系统仅能利用自身的地面设备进行成像功能、性能自验证，无法在整星测试中进行成像功能、性能测试，存在测试不充分的风险。
[0006]CN110501734A双星编队SAR卫星联合测试系统及方法规定了双星成像系统及方法，但未解决双星动力学模拟器、GNSS模拟器与回波信号不一致问题，也不具备时延校准、补偿功能。CN208921860U仅提出了宽带雷达目标回波模拟器微波组件系统的设计方式，未解决双星动力学模拟器、GNSS模拟器与回波信号不一致问题。CN108008366B提出了一种雷达目标回波模拟的方法及系统，CN104833962B提出了一种雷达回波模拟测试系统，CN102866389A提出了双通道雷达回波信号模拟方法和系统，但上述方法及系统均不具备时延校准、补偿、忽略脉冲功能，无法满足星上实时处理成像的测试需求。
[0007]目前星载SAR成像质量测试中存在回波辅助数据与仿真结果不一致、实际链路时延与回波仿真不一致、无法支持星上SAR数据处理成像等问题，目前还没有一种行之有效的、完全模拟在轨真实处理流程的成像质量测试方法。
[0008]因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种星载SAR卫星成像性能闭环测试方法及系统。
[0010]根据本专利技术提供的一种星载SAR卫星成像性能闭环测试方法，所述方法包括如下步骤：
[0011]步骤S1：利用动力学模拟器与GNSS模拟器闭环，录取星历、位置、速度、姿态参数；
[0012]步骤S2：利用星历、位置、速度、姿态参数进行回波仿真；
[0013]步骤S3：利用固定时延标准线性调频信号对链路时延进行测量；
[0014]步骤S4：通过目标回波模拟器对时延进行补偿；
[0015]步骤S5：利用动力学模拟器、GNSS模拟器、目标回波模拟器闭环进行成像测试。
[0016]优选地，所述步骤S1设置动力学模拟器、GNSS模拟器闭环，动力学模拟器设置初值后，将时间、位置、速度参数送至GNSS模拟器，GNSS模拟器添加导航信息后，将导航电文信号送至卫星GPS接收机，GPS接收机产生WGS
‑
84系下位置、速度信息；星上姿控分系统产生偏航导引规律下星历、姿态信号，通过总线监视器提取一轨内星历、位置、速度、姿态参数。
[0017]优选地，所述步骤S2对步骤S1测试获取的星历、位置、速度、姿态参数进行插值，利用插值后数据进行回波仿真，成像时间t0，仿真的回波数据时延为t10＝t1
b
+t1
s
，其中t1
b
为波门开启时间对应的时延，即大位时延，该时延可在模拟器界面进行设置，t1
s
为时延的小数部分，即微时延，该时延由回波实现。
[0018]优选地，所述步骤S3利用模拟器进行成像测试时，由于回波通过内定标网络耦合至接收通道，实际测试过程中接收到的回波信号时延除了仿真的理论时延t10外，还引入了内定标网络时延、测试电缆时延、模拟器硬件时延，该部分时延在测试中需进行标定补偿；实际测试数据中时延t1公式为：t1＝t10+t1
d
+t1
m
+t1
l
，其中t1
d
为定标网络引入的时延，t1
m
为模拟器引入的时延，t1
l
为测试电缆引入的时延。
[0019]优选地，所述步骤S4在模拟器界面中设置整体时延、时延补偿设置栏，其中模拟器整体时延设置为t1
b
，时延补偿设置为dt，t1
b
>dt。
[0020]本专利技术还提供一种星载SAR卫星成像性能闭环测试系统，所述系统包括如下模块：
[0021]模块M1：利用动力学模拟器与GNSS模拟器闭环，录取星历、位置、速度、姿态参数；
[0022]模块M2：利用星历、位置、速度、姿态参数进行回波仿真；
[0023]模块M3：利用固定时延标准线性调频信号对链路时延进行测量；
[0024]模块M4：通过目标回波模拟器对时延进行补偿；
[0025]模块M5：利用动力学模拟器、GNSS模拟器、目标回波模拟器闭合进行成像测试。
[0026]优选地，所述模块M1设置动力学模拟器、GNSS模拟器闭环，动力学模拟器设置初值后，将时间、位置、速度参数送至GNSS模拟器，GNSS模拟器添加导航信息后，将导航电文信号送至卫星GPS接收机，GPS接收机产生WGS
‑
84系下位置、速度信息；星上姿控分系统产生偏航导引规律下星历、姿态信号，通过总线监视器提取一轨内星历、位置、速度、姿态参数。
[0027]优选地，所述模块M2对模块M1测试获取的星历、位置、速度、姿态参数进行插值，利用插值后数据进行回波仿真，成像时间t0，仿真的回波数据时延为t10＝t1
b
+t1
s
，其中t1
b
为波门开启时间对应的时延，即大位时延，该时延可在模拟器界面进行设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载SAR卫星成像性能闭环测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：利用动力学模拟器与GNSS模拟器闭环，录取星历、位置、速度、姿态参数；步骤S2：利用星历、位置、速度、姿态参数进行回波仿真；步骤S3：利用固定时延标准线性调频信号对链路时延进行测量；步骤S4：通过目标回波模拟器对时延进行补偿；步骤S5：利用动力学模拟器、GNSS模拟器、目标回波模拟器闭环进行成像测试。2.根据权利要求1所述的星载SAR卫星成像性能闭环测试方法，其特征在于，所述步骤S1设置动力学模拟器、GNSS模拟器闭环，动力学模拟器设置初值后，将时间、位置、速度参数送至GNSS模拟器，GNSS模拟器添加导航信息后，将导航电文信号送至卫星GPS接收机，GPS接收机产生WGS
‑
84系下位置、速度信息；星上姿控分系统产生偏航导引规律下星历、姿态信号，通过总线监视器提取一轨内星历、位置、速度、姿态参数。3.根据权利要求1所述的星载SAR卫星成像性能闭环测试方法，其特征在于，所述步骤S2对步骤S1测试获取的星历、位置、速度、姿态参数进行插值，利用插值后数据进行回波仿真，成像时间t0，仿真的回波数据时延为t10＝t1
b
+t1
s
，其中t1
b
为波门开启时间对应的时延，即大位时延，该时延可在模拟器界面进行设置，t1
s
为时延的小数部分，即微时延，该时延由回波实现。4.根据权利要求1所述的星载SAR卫星成像性能闭环测试方法，其特征在于，所述步骤S3利用模拟器进行成像测试时，由于回波通过内定标网络耦合至接收通道，实际测试过程中接收到的回波信号时延除了仿真的理论时延t10外，还引入了内定标网络时延、测试电缆时延、模拟器硬件时延，该部分时延在测试中需进行标定补偿；实际测试数据中时延t1公式为：t1＝t10+t1
d
+t1
m
+t1
l
，其中t1
d
为定标网络引入的时延，t1
m
为模拟器引入的时延，t1
l
为测试电缆引入的时延。5.根据权利要求1所述的星载SAR卫星成像性能闭环测试方法，其特征在于，所述步骤S4在模拟器界面中设置整体时延、时延补偿设置栏，其中模拟器整体时延设置为t1
b
，时延补偿设置为dt，t1
b
>t。6.一种星载S...

【专利技术属性】
技术研发人员：路瑞峰，刘艳阳，栗双岭，孙斌，仲兆宇，侯雨生，范军，张丙良，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：