用于geosar相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于星載合成孔徑雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)(GeosynchronousSynthetic Aperture Radar,GEOSAR)是以軌道高度為36000km的地球同步衛(wèi)星為平臺(tái)的星載SAR，地球同步軌道SAR相位定標(biāo)是一種獲取用于GEOSAR回波運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信息的技術(shù)，通過位置精確已知的地面定標(biāo)站，向GEOSAR衛(wèi)星發(fā)射脈沖線性調(diào)頻定標(biāo)信號(hào)，并采用匹配濾波器脈沖壓縮的方法從定標(biāo)回波?目號(hào)中提取相位?目息，為后期成像處理提供精確的相位基準(zhǔn)。GEOSAR相位定標(biāo)的精度取決于設(shè)備精度、大氣傳播擾動(dòng)修正殘差、軌道運(yùn)動(dòng)測(cè)量誤差、地面定標(biāo)站布局方法等。
[0003]GEOSAR相位定標(biāo)系統(tǒng)一般主要在國(guó)內(nèi)建立地面定標(biāo)站，地面定標(biāo)站都分布在北半球，地面定標(biāo)站對(duì)GEOSAR衛(wèi)星的觀測(cè)、跟蹤能力有限，不合理的地面定標(biāo)站布設(shè)將影響GEOSAR相位定標(biāo)的精度。因此，合理選擇用于地球同步軌道星載合成孔徑雷達(dá)相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的站址，優(yōu)化單站布站位置以獲取成像補(bǔ)償相位定標(biāo)信息是GEOSAR相位定標(biāo)系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問題之一。關(guān)于地面定標(biāo)站的優(yōu)化布局方法，可供參考的有小衛(wèi)星機(jī)動(dòng)發(fā)射測(cè)控布站優(yōu)化方法、區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)控站布局方法和航天測(cè)控系統(tǒng)的布局方法等。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的主要缺陷是:上述布局方法由于特定應(yīng)用的限制，均沒有普適性，也不滿足GEOSAR長(zhǎng)合成孔徑成像相位定標(biāo)的單站布局要求。目前為止，尚缺少針對(duì)GEOSAR相位定標(biāo)系統(tǒng)的單站布局方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的，在沒有成熟技術(shù)或可供參考技術(shù)的條件下，提出一種用于地球同步軌道SAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法，針對(duì)性地解決地球同步軌道SAR相位定標(biāo)系統(tǒng)的單站選址問題，以獲取成像補(bǔ)償相位定標(biāo)信息，為GEOSAR相位定標(biāo)系統(tǒng)提供地面定標(biāo)站的單站布局站址。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明解決現(xiàn)有問題所采用的技術(shù)方案是為GEOSAR相位定標(biāo)技術(shù)提供單站布局方案，以獲取成像工作期間的精確回波相位信息。采用地心地固坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系，在此坐標(biāo)系下制定GEOSAR相位定標(biāo)單站布局方案。
[0009]本發(fā)明提供了一種用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法，該方法包括:
[0010 ]選取用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布站線；
[0011]選擇單地面定標(biāo)站的粗略站址；
[0012]優(yōu)化所述單地面定標(biāo)站的粗略站址。
[0013](三)有益效果
[0014]與【背景技術(shù)】的測(cè)控站布局方法相比較，本發(fā)明獲取用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局位置的方案是，選擇專用的相位定標(biāo)單站布站線，根據(jù)布站線附近的海陸、經(jīng)瑋度、觀測(cè)仰角等因素優(yōu)化單站布局位置以獲取成像補(bǔ)償相位定標(biāo)信息，因此所取得的有益效果包括以下幾個(gè)方面:
[0015]1.針對(duì)性地解決了地球同步軌道SAR相位定標(biāo)系統(tǒng)的單地面定標(biāo)站的選址問題，為GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布站位置提供了參考。
[0016]2.只使用一個(gè)地面定標(biāo)站，既合理利用了我國(guó)有限的國(guó)土資源，滿足了GEOSAR特定觀測(cè)目標(biāo)的相位定標(biāo)需求，又減少了地面定標(biāo)站布設(shè)成本，降低了GEOSAR相位定標(biāo)系統(tǒng)的復(fù)雜度。
【附圖說明】
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站布局結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法的流程圖；
[0019]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的地面定標(biāo)站站址的優(yōu)化方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式。本發(fā)明采用的用于地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站布局結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0021]本實(shí)施例的用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法，如附圖2所示，其具體實(shí)施過程如下:
[0022]1.選取用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布站線
[0023]①采用地心地固坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系；
[0024]②在地心地固坐標(biāo)系中，計(jì)算GEOSAR成像弧段中間點(diǎn)處的星下點(diǎn)站址；
[0025]③選擇通過目標(biāo)大地坐標(biāo)點(diǎn)和地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)成像弧段中間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)的地球大圓線為布站線。
[0026]2.選取單地面定標(biāo)站的粗略站址
[0027]①單地面定標(biāo)站的粗略站址位于布站線上的陸地或其他可布站的區(qū)域；
[0028]②定標(biāo)站粗略站址應(yīng)盡可能靠近觀測(cè)目標(biāo)的位置。
[0029]3.優(yōu)化單地面定標(biāo)站的粗略站址
[0030]優(yōu)化單地面定標(biāo)站的粗略站址的具體流程如附圖3所示。
[0031]①根據(jù)地球同步軌道SAR衛(wèi)星對(duì)地面站的可見性原理，計(jì)算地面定標(biāo)站與衛(wèi)星之間的觀測(cè)仰角的范圍[Emin-Emax];
[0032]②計(jì)算單地面定標(biāo)站的粗略站址與地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)成像弧段中間點(diǎn)之間的觀測(cè)仰角，若該觀測(cè)仰角小于最小仰角Emin，則沿布站線上觀測(cè)仰角增大的方向重新選擇地面定標(biāo)站的站址，直至單地面定標(biāo)站處的觀測(cè)仰角大于或等于該最小仰角Emln;反之若大于最大仰角Emax，則沿布站線上觀測(cè)仰角減小的方向重新選擇地面定標(biāo)站的站址，直至單地面定標(biāo)站處的觀測(cè)仰角小于或等于該最大仰角Emax;從而使得該觀測(cè)仰角滿足仰角測(cè)量范圍的要求。
[0033]③判斷單地面定標(biāo)站的粗略站址是否滿足經(jīng)瑋度條件，所述經(jīng)瑋度條件是指所述單地面定標(biāo)站的站址在中國(guó)南部，并且經(jīng)度靠近GEOSAR衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度，若不滿足則使單地面定標(biāo)站的站址盡可能調(diào)整至中國(guó)南部，經(jīng)度靠近GEOSAR衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度。
[0034]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法，其特征在于，該方法包括: 選取用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布站線； 選擇單地面定標(biāo)站的粗略站址； 優(yōu)化所述單地面定標(biāo)站的粗略站址。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選取用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布站線的步驟進(jìn)一步包括； 采用地心地固坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系； 在地心地固坐標(biāo)系中，計(jì)算GEOSAR成像弧段中間點(diǎn)處的星下點(diǎn)位置； 選擇通過目標(biāo)大地坐標(biāo)點(diǎn)和地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)成像弧段中間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的星下點(diǎn)的地球大圓線為布站線。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述單地面定標(biāo)站的粗略站址所滿足的條件是: 所述單地面定標(biāo)站的粗略站址位于布站線上可布站的區(qū)域，并且靠近觀測(cè)目標(biāo)的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述單地面定標(biāo)站的粗略站址位于布站線上的陸地區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化所述單地面定標(biāo)站的粗略站址包括: 根據(jù)地球同步軌道SAR衛(wèi)星對(duì)地面站的可見性原理，計(jì)算地面定標(biāo)站與衛(wèi)星之間的觀測(cè)仰角范圍[Emin-Emax];如果所述單地面定標(biāo)站的粗略站址與地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)成像弧段中間點(diǎn)之間的觀測(cè)仰角小于最小仰角Emin，則沿布站線上觀測(cè)仰角增大的方向重新選擇單地面定標(biāo)站的粗略站址，直至單地面定標(biāo)站處的觀測(cè)仰角大于或等于所述最小仰角Emin，反之若大于最大仰角Emax，則沿布站線上觀測(cè)仰角減小的方向重新選擇地面定標(biāo)站的粗略站址，直至所述單地面定標(biāo)站處的觀測(cè)仰角小于或等于所述最大仰角Emax; 如果所述單地面定標(biāo)站的粗略站址的經(jīng)瑋度不滿足條件，即所述單地面定標(biāo)站的站址在中國(guó)南部，并且經(jīng)度靠近GEOSAR衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度，則調(diào)整所述單地面定標(biāo)站的站址，使得所述單地面定標(biāo)站的站址在中國(guó)南部，并且經(jīng)度靠近GEOSAR衛(wèi)星的星下點(diǎn)經(jīng)度。
【專利摘要】本發(fā)明屬于星載合成孔徑雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于地球同步軌道合成孔徑雷達(dá)(Geosynchronous？Synthetic？Aperture？Radar，GEOSAR)相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布局方法，所述方法包括：選取用于GEOSAR相位定標(biāo)的單地面定標(biāo)站的布站線；選擇單地面定標(biāo)站的粗略站址；優(yōu)化所述單地面定標(biāo)站的粗略站址。采用本發(fā)明提出的方法，一方面針對(duì)性地解決了地球同步軌道SAR相位定標(biāo)系統(tǒng)的單地面定標(biāo)站的選址問題；另一方面既合理利用了我國(guó)有限的國(guó)土資源，滿足了GEOSAR特定觀測(cè)目標(biāo)的相位定標(biāo)需求，又減少了地面定標(biāo)站布設(shè)成本，降低了GEOSAR相位定標(biāo)系統(tǒng)的復(fù)雜度。
【IPC分類】G01S13/90, G01S7/42, G06F17/50
【公開號(hào)】CN105527622
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510988916
【發(fā)明人】江冕, 胡文龍, 丁赤飚
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日