[发明专利]基于模拟退火算法的高低轨双基地SAR构型设计方法

权利要求书

1.一种基于模拟退火算法的高低轨双基地SAR构型设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定高轨SAR卫星和低轨SAR卫星，建立地固坐标系，确定目标位置矢量P_T，然后确定目标位置矢量P_T对应的合成孔径中心时刻t₀；

步骤2，计算得到t₀时刻从高轨SAR卫星指向目标位置矢量P_T的单位斜距矢量和t₀时刻从低轨SAR卫星指向目标位置矢量P_T的单位斜距矢量；

步骤3，根据t₀时刻从高轨SAR卫星指向目标位置矢量P_T的单位斜距矢量和t₀时刻从低轨SAR卫星指向目标位置矢量P_T的单位斜距矢量，得到t₀时刻地面场景距离分辨率、t₀时刻地面场景方位分辨率、t₀时刻地面场景二维分辨率方向角以及t₀时刻噪声等效后向散射系数，然后构建t₀时刻非线性多变量的目标函数；

步骤4，根据所述t₀时刻地面场景距离分辨率t₀时刻地面场景方位分辨率和t₀时刻地面场景二维分辨率方向角和t₀时刻噪声等效后向散射系数得到下述方程：

其中，令k＝{1，2，3，4}，表示第k个方程；

根据所述方程，得到t₀时刻非线性多变量的目标函数为：

其中，E₁为目标位置矢量P_T对应的合成孔径中心时刻t₀的取值范围，E₁＞0s；E₂为低轨SAR卫星的下视角θ_L的取值范围，0°＜E₂＜90°；E₃为低轨SAR卫星的地面斜视角的取值范围，-90°＜E₃＜90°；s.t.表示约束条件，∈表示属于，|·|为取绝对值操作，ω_k表示第k个方程的权重系数，k＝{1，2，3，4}，每个方程的权重系数取值相同，

利用模拟退火算法求解所述t₀时刻非线性多变量的目标函数进而得到最优构型参数x_{p_opt}，即：

其中，t_{0_opt}表示目标位置矢量P_T对应的合成孔径最优中心时刻，θ_{L_opt}表示低轨SAR卫星的最优下视角，表示低轨SAR卫星的地面最优斜视角，·表示·取最小值时对应的t₀、θ_L和的取值。

2.如权利要求1所述的一种基于模拟退火算法的高低轨双基地SAR构型设计方法，其特征在于，在步骤1中，所述高轨SAR卫星和低轨SAR卫星，具体是将轨道高度为35786km，并搭载SAR传感器的卫星作为高轨SAR卫星，将轨道高度为500～1000km的卫星作为低轨SAR卫星；

所述地固坐标系，是以地球中心为原点O、Z轴指向北极、X轴指向0°经线、Y轴根据右手定则确定的坐标系；

所述目标位置矢量P_T，其确定过程为：高轨SAR卫星发射电磁波信号经地面场景反射后被低轨SAR卫星接收，其中地面场景是在高轨SAR卫星的照射范围内、且用于反射高轨SAR卫星发射电磁波信号的地面区域；地面场景内存在若干个目标，并选取地面场景内任意一个目标的位置矢量，记为目标位置矢量P_T；

所述目标位置矢量P_T对应的合成孔径中心时刻t₀，其确定过程为：将目标位置矢量P_T对应的成像时间记为合成孔径时间T_s，其中目标位置矢量P_T对应的合成孔径中心时刻为t₀。