[发明专利]微波凝视关联成像对地观测方法

权利要求书

1.一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，包括：

通过静轨卫星平台中的收发一体式微波凝视关联成像系统，进行一次微波凝视关联成像，得到观测区域大范围低分辨成像结果，并确定重点目标区域；

利用基于静轨卫星平台和浮空器平台进行同步接收的广域收发分置与任务协同的二次微波凝视关联成像，最终得到重点目标区域的高分辨成像结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，所述静轨卫星平台中载有收发一体式微波凝视关联成像系统；收发一体式微波凝视关联成像系统中，N个位于的高增益的天线单元均匀或非均匀分布组成展开式大口径的星载天线阵列，i＝1...N；星载接收机天线位于星载天线阵列的中心处；第i个天线单元同步发射的随机信号表示为：

其中，f_ik为第i个辐射天线单元的第k个脉冲的发射频率，在带宽B范围内随机选择，辐射单元之间满足正交跳频图案，K为发射脉冲总个数，τ为脉冲持续时间，T_p为脉冲间隔，t为时刻。

3.根据权利要求2所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，将星载天线阵列波束内斜下视方向的观测区域S_h划分J个低分辨的粗网格，J＝P×Q；P为方位向分辨单元数，Q为距离向分辨单元数，第j个网格中心位置记为其目标后向散射系数为j＝1,2,3····J，则在观测区域S_h形成的入射随机辐射场表示为：

其中，c＝3×10⁸m/s，入射随机辐射场与观测区域S_h内的目标相互作用，由星载天线阵列所接收的散射回波表示：

其中考虑到包含到达接收机的双程自由空间传播，定义修正的随机辐射场为：

4.根据权利要求3所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，

经过时间域与空间域离散化操作，散射回波方程表示为如下矩阵形式：

矩阵矢量形式如下：

利用随机辐射场和同步接收的散射回波，通过时、空关联成像处理，获得观测区域大范围低分辨成像结果，其关联成像过程表示为：

其中，为关联成像算法的算符，对于一次关联成像，直接一阶场强关联算法、伪逆算法、正交匹配追踪OMP算法或者稀疏贝叶斯学习SBL算法实现。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，通过对得到的观测区域S_h大范围低分辨成像结果进行分析，确定重点目标图像信息及重点目标区域S_l的空间位置；分析过程如下：利用预设的重点目标图样与观测区域S_h大范围低分辨成像结果进行比对，在发现类似目标之后，以类似目标为中心，将能够包含整个重点目标图样的区域设定为重点目标区域S_l；

并且，对重点目标区域进行M个精细的二次网格划分，M＝U×V，U为方位向分辨单元数，V为距离向分辨单元数，第m个网格中心的位置记为其目标后向散射系数记为

6.根据权利要求5所述的一种基于静轨卫星和浮空器平台协同的微波凝视关联成像对地观测方法，其特征在于，所述浮空器平台设有同步接收机系统，采用静默接收方式窄波束天线位于处，接收来自重点目标区域的散射回波信号，浮空器平台和静轨卫星平台共同构成广域收发分置及任务协同式的二次关联成像系统。