[发明专利]一种双基地合成孔径雷达定位误差计算方法

说明书

本发明公开一种双基地合成孔径雷达定位误差计算方法，从双基地合成孔径雷达构型机理出发，使用梯度分析法完成对双基距离和多普勒中心频移造成的定位误差计算，推导出双基地合成孔径雷达目标定位误差具体公式；解决了现有技术中针对双基地合成孔径雷达定位误差分析中存在的困难及传统R‑D定位模型中定位误差无法精确计算的问题。根据本发明中的误差计算公式，可以计算得到双基地合成孔径雷达的定位精度，从而实现对双基地合成孔径雷达定位精度的衡量和评估。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种机载双基地SAR的目标定位技术。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)可以全天时、全天候地提供观测区域的高分辨率图像，所以，近年来它在民用和军事领域都发挥着越来越重要的作用。SAR典型的应用领域包括灾害监测、资源勘探、地质测绘、军事侦察等。

双基地SAR由于收发分置而有着很多突出的优点，它能获取目标的非后向散射信息，具有作用距离远、隐蔽性和抗干扰性强等特点。另外，由于双基地SAR接收机不含大功率器件，其功耗低、体积小、重量轻，便于多种类型的飞机携带，造价较低。总之，双基地SAR作为一种空间对地观测的新手段，在民用和军用领域都有着广阔的发展空间。

文献“Curlander J C.Location of Spaceborne Sar Imagery[J].IEEETransactions on GeoscienceRemote Sensing,1982,GE-20(3):359-364”，首次提出距离-多普勒(R-D)定位模型，将SAR目标定位技术由传统的地空定位理论阶段发展到空空定位理论阶段，实现了目标的绝对定位。但是，该模型求解计算量较大，尤其在双基地合成孔径雷达(Bi-SAR)应用情况下的双根式特性导致方程无解析解。由此带来的另一个问题就是针对该模型进行的误差分析十分复杂，暂无完整的一套分析方法与体系。

文献“苗慧.机载SAR定位精度的研究[J].电子所博硕士学位论文,2007，根据单基地SAR几何构型”，提出了单基地SAR定位方法，并将定位误差分类，从原理、设备和环境等方面分析计算对定位精度的影响。由于Bi-SAR构型复杂，斜距方程存在双根式特性，该文献提出的误差分析方法对于Bi-SAR并不适用。

文献“孟自强,李亚超,胡奇,等.弹载双基地前视SAR建模及运动/同步误差分析[J].系统工程与电子技术,2015,37(3):523-531.”，分析了双基地弹载前视SAR定位误差来源及对成像的影响。但并未进一步得出其定位误差的具体计算方法。

发明内容

本发明为解决双基地合成孔径雷达定位误差分析中存在的困难及传统R-D定位模型中定位误差无法精确计算的问题，提出了一种双基地合成孔径雷达定位误差计算方法，从双基地合成孔径雷达构型机理出发，使用梯度分析法完成对双基距离和及多普勒中心频移造成的定位误差计算，推导出双基地合成孔径雷达目标定位误差具体公式。

本发明采用的技术方案是：一种双基地合成孔径雷达定位误差计算方法，包括：

S1、构建双基地合成孔径雷达的回波模型；

S2、根据波束中心时刻照射目标点的发射站和接收站坐标、多普勒中心时刻频率以及雷达发射信号波长，建立距离-多普勒定位模型；并根据建立的距离-多普勒定位模型求得目标点坐标；

S3、根据步骤S2建立的距离-多普勒定位模型，以及步骤S1建立的双基地合成孔径雷达的回波模型；分析得到：

当存在双基距离和误差时，将导致目标位置在距离向发生变化，而在方位向位置不变；

当存在多普勒中心频率误差时，将导致目标位置在方位向发生变化，而在距离向位置不变；

S4、根据步骤S2得到的目标点坐标，分别计算当存在双基距离和的误差情况下，目标点的定位误差；以及当存在多普勒中心频率的误差情况下，目标点的定位误差。