[发明专利]一种星载地球同步轨道合成孔径雷达姿态导引方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达技术领域，具体涉及一种星载地球同步轨道合成孔径雷达姿态导引方法。

背景技术

合成孔径雷达（SAR）是一种全天时、全天候的高分辨率的微波遥感成像雷达，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上。在环境监测、海洋观测、资源勘探、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特的优势，可发挥其他遥感手段难以发挥的作用。对于SAR如此广泛的应用，它的应用质量好坏一般取决于SAR的图像分辨率。

星载地球同步轨道（GEO）合成孔径雷达是指位于地球同步轨道、以卫星为载体的合成孔径雷达。星载地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）具有覆盖区域广、重访时间短等优点。在一个GEO SAR的轨道周期中，地球中心转动（ECR）坐标系速度的方向变化范围大。当GEO SAR位于赤道附近时，ECR速度方向接近距离方向。此时，模糊函数投影在地面的二维旁瓣将不再是正交的。这导致方位向地距分辨率远大于方位向斜距分辨率，地距分辨率严重恶化。

合成孔径雷达可以通过提高发射带宽提高距离向分辨率，可以通过延长合成孔径时间提高方位向分辨率。但由于距离向、方位向两维不再正交，甚至可能重合，因而仅仅通过提高发射带宽与延长合成孔径时间难以有效的提高分辨率。

合成孔径雷达还可以通过姿态导引改变波束指向，进而改善地距分辨率。姿态导引是指为达到某种理想特性而进行的卫星姿态的调整。在地球低轨道（LEO）合成孔径雷达中，姿态导引的目的通常是降低多普勒频率。目前LEOSAR常用的姿态导引方法有一维偏航导引与全零多普勒导引，前者可降低多普勒频率，后者可使多普勒频率为零。在GEO SAR中，偏航导引能够有效降低地距分辨率的恶化，但所需的导引角大，对平台姿态控制系统的要求高。全零多普勒导引不仅需要较大的导引角，而且不能降低地距分辨率的恶化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种星载地球同步轨道合成孔径雷达姿态导引方法，能够利用较小的姿态导引角实现最优地距分辨率。

本发明的星载地球同步轨道合成孔径雷达姿态导引方法，包括以下步骤：

步骤1，确定地距分辨椭圆面积：

其中，S是-3dB地距分辨率椭圆的面积，ρ_a为斜距方位向分辨率；ρ_r为斜距距离向分辨率；α为雷达的俯仰角；β为雷达的下视角；为雷达的方位角；

α=arctan(sign(ωs-ωecosi)·R·s/Rs(ωesinicosu)2+(ωs-ωecosi)2)]]>

其中，