[发明专利]一种星载SAR的全方位观测方法

权利要求书

1.一种星载SAR的全方位观测方法，包括以下几个步骤：

步骤一、根据观测区域纬度范围，输入轨道高度，改变轨道倾角参数，直至卫星平台的星下点覆盖观测区域所在的纬度范围；

步骤二、根据轨道参数和天线能力，设计雷达四次过顶时的开关机时间和天线波控规律，在每次雷达开机工作，并调整天线波束指向，发射线性调频信号，并接收回波信号，如此反复，直至雷达关机停止工作；

步骤三：分别将四次雷达开机的存储的回波信号分别进行成像处理，采用后向投影算法完成单次观测图像的聚焦处理，再利用多源融合的方法完成四次观测图像的信息融合处理，得到方位向360度观测的雷达图像。

2.根据权利要求1所述的一种星载SAR的全方位观测方法，步骤一具体包括：

（1）输入观测区域的纬度范围Lat_min～Lat_max，单位为度），Lat_min和Lat_max满足下式：

-60<Lat_min<Lat_max<60  （1）

其中：Lat_min表示观测区域纬度的最小值，Lat_max表示观测区域纬度的最大值，Lat_min和Lat_max的单位为度，当Lat_min和Lat_max满足公式（1），表明目标观测区域纬度范围在南纬60度至北纬60度之间；

（2）获取卫星高度H、偏心率e、升角点赤经θ、近地点俯角Λ、设定轨道倾角初值I和补偿ΔI，然后分别仿真各个轨道倾角对应生成星下点轨迹，直至星下点轨迹覆盖待观测区域的纬度范围，记录此时的轨道倾角Iopt，轨道倾角的范围在30度至60度之间。

3.根据权利要求2所述的一种星载SAR的全方位观测方法，所述（2）中，仿真各个轨道倾角对应生成星下点轨迹的方法为：设定轨道倾角初值I和补偿ΔI，其中I≥30，ΔI为小于30的正数，分别仿真轨道倾角等于I+n*ΔI对应生成星下点轨迹，其中n为从1开始的正整数，且I+n*ΔI≤60。

4.根据权利要求1所述的一种星载SAR的全方位观测方法，步骤二具体包括：

<1>输入待观测目标的中心点P经度Lon和纬度Lat；

<2>仿真N天的星下点轨迹，N为不大于10的正整数，得到星下点轨迹图；

<3>在星下点轨迹图中，选择观测区域目标中心点P所在的菱形或近似菱形区域，其四个顶点为P1、P2、P3和P4，卫星经过四个顶点对应八个时刻，按照时刻先后顺序分别记录四条菱形边对应的观测起始和终止时刻，分别记为Tstart1，Tstop1，TStart2，Tstop2，TStart3，Tstop3，TStart4，Tstop4；其中，Tstart1、Tstop1分别为卫星经过P1顶点的观测起始时刻和终止时刻，TStart2、Tstop2分别为卫星经过P2顶点的观测起始时刻和终止时刻，TStart3、Tstop3分别为卫星经过P3顶点的观测起始时刻和终止时刻，TStart4，Tstop4分别为卫星经过P4顶点的观测起始时刻和终止时刻；

<4>在TStart1时刻，雷达调整天线波束指向，使其瞄准观测目标中心，雷达开机工作，发射雷达信号，并接收雷达回波信号，再调整天线指向，使其瞄准观测中心，发射雷达信号并接收回波信号，如此重复直至到达Tstop1时刻，将接收到的雷达回波信号存储为数据D1；

<5>重复步骤<4>的操作，分别在Tstart2至Tstop2时间内，始终调整波束指向至目标中心点，发射雷达信号并接收回波信号，记为数据D2；分别在Tstart3至Tstop3时间内，始终调整波束指向至目标中心点，发射雷达信号并接收回波信号，记为数据D3；分别在Tstart4至Tstop4时间内，始终调整波束指向至目标中心点，发射雷达信号并接收回波信号，记为数据D4。

5.根据权利要求1所述的一种星载SAR的全方位观测方法，步骤三具体包括：

①对雷达回波数据D1，根据Tstart1至Tstop1时间内卫星的轨迹，采用后向投影算法进行成像处理，得到SAR图像Image1；

②对雷达回波数据D2，根据Tstart2至Tstop2时间内卫星的轨迹，采用后向投影算法进行成像处理，得到SAR图像Image2；

③对雷达回波数据D3，根据Tstart3至Tstop3时间内卫星的轨迹，采用后向投影算法进行成像处理，得到SAR图像Image3；

④对雷达回波数据D4，根据Tstart4至Tstop4时间内卫星的轨迹，采用后向投影算法进行成像处理，得到SAR图像Image4；

⑤根据应用需要，采用多源融合方法，对Image1、Image2、Image3和Image4进行数据融合，得到方位向360度观测的雷达图像。