[发明专利]一种星载SAR多方位角重复观测的卫星平台姿态机动方法

说明书

本发明涉及一种星载SAR多方位角重复观测的卫星平台姿态机动方法，s1、确定首次成像的卫星平台姿态机动方式，即确定卫星平台在起始成像时刻的位置、卫星姿态以及首次成像过程中的虚拟旋转中心；s2、进行滑动聚束成像，确定下一次成像开始时刻的卫星位置；s3、根据下一次成像开始时刻的卫星位置结合机动后波束中心与场景的距离，确定两次相邻成像间机动过程中的卫星姿态以及下一次成像过程中的虚拟旋转中心，在姿态机动调整过程中将波束指向调整到场景的方位向起始位置；s4、重复步骤s2、s3直至成像工作完成；上述每次滑动聚束成像过程中，卫星平台波束中心始终指向每次成像过程中确定的虚拟旋转中心。

技术领域

本发明属于空间微波遥感技术领域，具体涉及一种卫星平台姿态机动方法。

背景技术

为提升星载SAR的侦察效能，需要其具备单次过境过程中对军事敏感区域进行多方位角重复观测能力。若利用相控阵天线体制来实现，它通过控制收发通道的移相码来实现波束扫描和重复观测，这种方法的优点在于卫星平台无需机动，但缺点是天线波束增益会随着转角的增大而降低。这将导致回波信噪比的损失、以及SAR图像质量的急剧恶化。若利用反射面天线来实现，则需要通过卫星平台机动来实现，该方法的优势在于能够始终将峰值天线增益指向观测区域，并且不会随着转动角的变化而变化，但需要设计卫星平台的姿态机动方式来保证SAR载荷在轨平稳工作。目前未有一种合适的解决上述问题的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种星载SAR多方位角重复观测的卫星平台姿态机动方法。

本发明解决技术的方案是：一种星载SAR多方位角重复观测的卫星平台姿态机动方法，步骤如下：

s1、确定首次成像的卫星平台姿态机动方式，即确定卫星平台在起始成像时刻的位置、卫星姿态以及首次成像过程中的虚拟旋转中心；

s2、进行滑动聚束成像，确定下一次成像开始时刻的卫星位置；

s3、根据下一次成像开始时刻的卫星位置结合机动后波束中心与场景的距离，确定两次相邻成像间机动过程中的卫星姿态以及下一次成像过程中的虚拟旋转中心，在姿态机动调整过程中将波束指向调整到场景的方位向起始位置；

s4、重复步骤s2、s3直至成像工作完成；

上述每次滑动聚束成像过程中，卫星平台波束中心始终指向每次成像过程中确定的虚拟旋转中心。

优选的，步骤s1中首次成像过程中的虚拟旋转中心通过下述方式确定：

由滑动聚束成像的起始斜视角θ_1s、卫星平台飞行速度V_s、以及条带模式下的波束足迹速度V_g、以及卫星起始成像时刻天线波束中心与地面的交点确定卫星成像起始时刻位置

由卫星成像起始时刻位置天线波束中心与地面的交点确定起始成像时刻的卫星Z轴指向

由卫星成像起始时刻位置起始时刻的卫星Z轴指向以及滑动聚束分辨率改善因子A，确定出虚拟旋转中心位置

优选的，所述卫星成像起始时刻位置通过下述步骤进行确定：

确定卫星成像起始时刻位置时刻，天线波束中心与地面的交点与场景中心在方位向的距离，进而确定天线波束中心与地面的交点位置；

根据天线波束中心与地面的交点位置，确定交点的零多普勒时刻的卫星位置

确定连接与两点的矢量与连接与两点的矢量之间的夹角θ_max；

根据夹角θ_max，确定成像起始时刻位置