[发明专利]一种星载干涉成像高度计PRF实时调整方法

说明书

本发明公开了一种星载干涉成像高度计PRF实时调整方法，所述方法包括：步骤1)高度计在均匀PRF工作模式下，通过调整搜索值和搜索方向对目标回波进行搜索，再通过回波重心跟踪得到当前目标回波时延；步骤2)高度计转入脉冲簇工作模式，由当前目标回波时延计算初始PRF的值，并通过回波重心跟踪进行PRF的实时调整。本发明的方法能够实现快速捕获目标回波和快速调整PRF，具有鲁棒性好，适应卫星平台大范围的轨道变化的优点；本发明的方法对高度计观测目标的适应性广泛，无论是观测陆地还是观测海洋本方法都适用，并且在海陆交界处可实现无缝衔接观测。

技术领域

本发明涉及星载雷达高度计系统设计领域，特别涉及一种星载干涉成像高度计PRF实时调整方法，可实现脉冲重复频率(Pulse Repeat Frequency，PRF)的星上实时调整。

背景技术

星载雷达高度计是一种非常重要的海洋微波遥感器，可以精确测量全球平均海面高，测量精度达到厘米级。脉冲重复频率是高度计一个重要的工作参数，是系统参数设计的首要考虑。传统的星载雷达高度计观测刈幅较窄，PRF通常为较低的固定值，不需要星上实时改变。以天宫2号搭载的干涉成像高度计为代表的新一代雷达高度计，采用短基线小角度干涉测量技术和新型高度跟踪技术实现宽刈幅观测，从而提高对海洋的观测效率；采用高PRF发射脉冲以实现方位向合成孔径，从而提高方位向分辨率。在这种情况下，如果PRF设为固定值，那么随着卫星平台的轨道高度变化以及地球表面海陆高度变化，高度计的发射信号和接收信号非常容易互相冲突，无法正常工作。所以PRF的实时调整非常重要，可以避免收发冲突、实现收发隔离，保证高度计顺利接收来自观测目标的回波。

干涉成像高度计可能有两种工作模式：均匀PRF工作模式和脉冲簇工作模式。一般来说，均匀PRF工作模式的PRF较低，两个发射脉冲之间的间隔较长，可以适应一定的轨道高度变化，只需要调整采样时延来接收回波。脉冲簇工作模式是主要的工作模式，在这种模式下，以较高的PRF发射若干个脉冲作为一个脉冲簇，过一段时间再发射下一个脉冲簇，每个脉冲簇内的相邻发射脉冲的间隔很短，采样时延的调整余量非常有限，因此PRF需要实时调整改变，每个脉冲簇的PRF都需要重新计算。

发明内容

本发明的目的是克服星载干涉成像高度计在脉冲簇工作模式下采用固定PRF参数时存在的缺陷，提供了一种基于回波搜索和回波重心跟踪的PRF实时调整方法，能够实现脉冲簇工作模式下PRF的星上实时调整。

为了实现上述目的，本发明提出了一种星载干涉成像高度计PRF实时调整方法，所述方法包括：

步骤1)高度计在均匀PRF工作模式下，通过调整搜索值和搜索方向对目标回波进行搜索，再通过回波重心跟踪得到当前目标回波时延；

步骤2)高度计转入脉冲簇工作模式，由当前目标回波时延计算初始PRF的值，并通过回波重心跟踪进行PRF的实时调整。

作为上述方法的一种改进，所述步骤1)具体包括：

步骤1-1)高度计进入均匀PRF工作模式，设置脉冲重复频率f₁、计算搜索值T、设置记录值T₀、采样间隔脉冲数m₁和采样时延T_g，并将当前状态置为无回波，搜索方向置为前向；

步骤1-2)高度计以频率f₁发射脉冲，然后根据当前的采样间隔脉冲数和采样时延进行回波采样，并计算回波等效幅度A：

其中，x_i为第i个采样点幅值，N为总采样点个数；

步骤1-3)判断回波幅度A是否大于阈值，如果为是，进入步骤1-4)，否则，转入步骤1-5)；

步骤1-4)更新当前状态和记录值T₀，通过计算回波重心位置来跟踪回波；