一种适用于Bi-GEOSAR的时间同步误差成像影响分析方法技术

本发明专利技术提供一种适用于Bi

【技术实现步骤摘要】
一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法


[0001]本专利技术涉及合成孔径雷达
，尤其涉及一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法。

技术介绍

[0002]随着雷达技术的发展，双基地星载合成孔径雷达已成为重要的地球观测传感器。地球同步轨道合成孔径雷达工作在36500公里的轨道上，具有重访时间短、覆盖范围广等优点，也是一个很有前途的地球观测概念。两种概念相结合诞生的Bi
‑
GEO SAR在快速成像、干涉测量、层析成像等方面具有巨大潜力，因此受到广泛关注。
[0003]时间同步误差是由于发射机和接收机使用了不同时钟而引入的误差，是Bi
‑
SAR中特有的误差因素，主要由固定项、线性项和随机项三部分构成。时间同步误差会严重影响Bi
‑
SAR的成像，其影响在低地球轨道和机载SAR系统中已经有了广泛研究，然而这些研究均未考虑弯曲轨迹和长合成孔径时间情况，不适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法。
[0005]一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法，包括以下步骤：
[0006]获取Bi
‑
GEO SAR的回波信号数据，根据所述回波信号数据确定平台与待测目标的位置参数；
[0007]根据预设线性时间同步误差项系数和所述位置参数计算待测目标的方位向偏移；
[0008]根据所述位置参数和所述方位向偏移计算时域成像算法的相位误差；
[0009]根据所述方位向偏移计算频域成像算法的相位误差；
[0010]根据预设随机相位误差标准差和所述位置参数计算成像结果的积分旁瓣比；
[0011]根据所述时域成像算法的相位误差、频域成像算法的相位误差和所述成像结果的积分旁瓣比判断时间同步误差成像影响。
[0012]在其中一个实施例中，根据预设线性时间同步误差项系数和所述位置参数计算待测目标的方位向偏移包括：
[0013]根据预设线性时间同步误差项系数和所述位置参数确定高阶斜距历史模型：
[0014]R(t
a
)＝R0+k1t
a
+k2t
a2
+k3t
a3
+k4t
a4
[0015]R(t
a
)表示高阶斜距历史模型，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距，t
a
表示方位向慢时间，k1表示高阶斜距历史模型的一阶项系数，k2表示高阶斜距历史模型的二阶项系数，k3表示高阶斜距历史模型的三阶项系数，k4表示高阶斜距历史模型的四阶项系数；
[0016]根据所述高阶斜距历史模型的线性项系数变化计算多普勒质心偏移：
[0017][0018]其中，Δf
dk
表示多普勒质心偏移，β表示预设线性时间同步误差项系数，f0表示信号载频，v表示平台速度，θ表示平台与待测目标的位置关系计算斜视角，Δθ表示待测目标偏移引起的斜视角变化量，λ表示波长，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距；
[0019]根据所述多普勒质心偏移通过如下公式计算待测目标的方位向偏移：
[0020][0021]其中，Δy
a
表示待测目标的方位向偏移，β表示预设线性时间同步误差项系数，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距，v表示平台速度，θ表示平台与待测目标的位置关系计算斜视角，c表示光速。
[0022]在其中一个实施例中，根据所述位置参数和所述方位向偏移计算时域成像算法的相位误差包括：
[0023]根据如下公式计算时域成像算法的相位误差：
[0024][0025][0026]其中，QPE
BP
表示时域成像算法的二次相位误差，λ表示波长，a表示加速度，a表示加速度矢量，Δy
a
表示待测目标的方位向偏移，V表示平台速度矢量，T
s
表示合成孔径时间，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距矢量，CPE
BP
表示时域成像算法的三次相位误差，b表示急动度，b表示急动度矢量。
[0027]在其中一个实施例中，根据所述方位向偏移计算频域成像算法的相位误差包括：
[0028]对高阶斜距历史模型进行关于慢时间的四阶式拟合，得到一阶到四阶的项系数；
[0029]根据所述一阶到四阶的项系数计算频域成像算法的相位误差。
[0030]在其中一个实施例中，根据所述一阶到四阶的项系数计算频域成像算法的相位误差包括：
[0031]根据如下公式计算频域成像算法的相位误差：
[0032][0033][0034]其中，QPE
RD
表示频域成像算法的二次相位误差，CPE
RD
表示频域成像算法的三次相位误差，k1表示高阶斜距历史模型的一阶项系数，k2表示高阶斜距历史模型的二阶项系数，
k3表示高阶斜距历史模型的三阶项系数，k4表示高阶斜距历史模型的四阶项系数，c表示光速，β表示预设线性时间同步误差项系数，f0表示信号载频，T
s
表示合成孔径时间。
[0035]在其中一个实施例中，根据预设随机相位误差标准差和所述位置参数计算成像结果的积分旁瓣比包括：
[0036]根据如下公式计算成像结果的积分旁瓣比：
[0037][0038][0039]其中，ISLR表示引入随机时间同步误差后的成像结果的积分旁瓣比，ISLR0表示成像结果理想的积分旁瓣比，N
s
表示选取的旁瓣个数，N
a
表示方位向采样点数，c表示光速，σ表示随机相位误差标准差。
[0040]本专利技术的目的之二是提供一种计算机装置，包括存储器、处理器及储存在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的方法。
[0041]本专利技术的目的之三是提供一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的方法。
[0042]相比于现有技术，本专利技术的优点及有益效果在于：本专利技术能够分析比较时域和频域成像算法中散焦的原因，给出了它们的理论二次相位误差推导流程。对于随机时间同步误差，基于时域积分的思想给出了积分旁瓣比的计算方法，可根据脉冲数分析随机时间同步误差对成像的影响，有着很高的计算精度。
附图说明
[0043]图1为一个实施例中一种适用于Bi
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GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法的流程示意图；
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法，其特征在于，包括：获取Bi
‑
GEO SAR的回波信号数据，根据所述回波信号数据确定平台与待测目标的位置参数；根据预设线性时间同步误差项系数和所述位置参数计算待测目标的方位向偏移；根据所述位置参数和所述方位向偏移计算时域成像算法的相位误差；根据所述方位向偏移计算频域成像算法的相位误差；根据预设随机相位误差标准差和所述位置参数计算成像结果的积分旁瓣比；根据所述时域成像算法的相位误差、频域成像算法的相位误差和所述成像结果的积分旁瓣比判断时间同步误差成像影响。2.根据权利要求1所述一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法，其特征在于，所述根据预设线性时间同步误差项系数和所述位置参数计算待测目标的方位向偏移包括：根据预设线性时间同步误差项系数和所述位置参数确定高阶斜距历史模型：R(t
a
)＝R0+k1t
a
+k2t
a2
+k3t
a3
+k4t
a4
R(t
a
)表示高阶斜距历史模型，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距，t
a
表示方位向慢时间，k1表示高阶斜距历史模型的一阶项系数，k2表示高阶斜距历史模型的二阶项系数，k3表示高阶斜距历史模型的三阶项系数，k4表示高阶斜距历史模型的四阶项系数；根据所述高阶斜距历史模型的线性项系数变化计算多普勒质心偏移：其中，Δf
dk
表示多普勒质心偏移，β表示预设线性时间同步误差项系数，f0表示信号载频，v表示平台速度，θ表示平台与待测目标的位置关系计算斜视角，Δθ表示待测目标偏移引起的斜视角变化量，λ表示波长，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距；根据所述多普勒质心偏移通过如下公式计算待测目标的方位向偏移：其中，Δy
a
表示待测目标的方位向偏移，β表示预设线性时间同步误差项系数，R0表示孔径中心时刻的待测目标与平台间的斜距，v表示平台速度，θ表示平台与待测目标的位置关系计算斜视角，c表示光速。3.根据权利要求2所述一种适用于Bi
‑
GEO SAR的时间同步误差成像影响分析方法，其特征在于，所述根据所述位置参数和所述方位向偏移计算时域成像算法的相位误差包括：根据如下公式计算时域成像算法的相位误差：
其中，QPE
BP
表示时域成像算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：董锡超，张文滔，陈志扬，胡程，李元昊，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：