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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第十四研究所

摘要：本发明涉及星载合成孔径雷达成像技术领域，具体为一种编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法及设备。本申请根据成像分辨率、成像幅宽、成像入射角要求，完成编队卫星大视角协同乒乓SAR模式中卫星雷达工作参数的设计，包括雷达天线口径及接收通道数、雷达成像斜平面夹角、目标场景中心点坐标、雷达成像斜视角、雷达工作脉冲重复频率和雷达波门。雷达依据获取的工作参数运行，录取回波，实现大视角成像。不仅拓展了传统星间协同成像能力，单次航过可实现前斜视、前斜视大双基、后斜视、后斜视大双基四个观测视角成像，信息获取效率高，而且保证大成像幅宽，SAR成像品质因子高，同时还提高了系统抗干扰能力。

主权项：1.一种编队卫星大视角协同乒乓SAR模式的实现方法，其特征在于：获取编队卫星的雷达天线口径和雷达接收通道数；所述编队卫星包括第一卫星和第二卫星；所述第一卫星和所述第二卫星处于相同轨道；所述第二卫星沿飞行方向位置靠前；所述第一卫星沿飞行方向位置靠后，处于跟飞状态；所述第一卫星和所述第二卫星均搭载雷达，且搭载的雷达载荷相同；针对所述编队卫星，基于成像要求的分辨率、幅宽和成像入射角，获取雷达天线口径及接收通道数，采用的方法如下：成像分辨率要求为ρa，成像幅宽要求为wr，成像入射角为θi，雷达天线口径为La，接收通道数为N，则雷达天线口径和雷达接收通道数满足如下约束： 其中，τ表示信号脉宽，γw,a表示分辨率展宽系数，vg表示卫星波束地速，vs表示卫星在轨运动速度，c表示光速；获取所述编队卫星的雷达成像斜平面夹角和目标场景中心点坐标，采用的方法如下：目标场景处于编队卫星中各雷达视场的公共中间区域；所述目标场景中心点坐标基于所述雷达成像斜平面夹角所在的斜平面内；选成像中心时刻，设第一卫星的位置矢量分别为Pm，第二卫星的位置矢量为Ps，星间协同成像虚拟中点的位置矢量Pc可表示为Pm·ε+Ps·1-ε，0ε1；通过解方程组，计算所述雷达成像斜平面夹角θ和所述目标场景中心点坐标Tc；所述方程组如下：|psat|·sinθ＝RE+h·sinθi|psat-Ttag|2＝|pc|2+RE2-2·|psat|·RE·cosθi-θpsat-Ttag·vs＝0 ZTtag-h＝0其中，θi表示成像入射角，vs表示卫星运动速度矢量，Z表示地球数字高程模型，ex、ey和ez分别表示三轴单位矢量，Re和Rp分别是地球赤道半径和极半径，RE表示在地球光滑椭球模型下理想半径，h表示场景中目标点相对于地球光滑椭球表面的高程；该方程组中，psat表示任一卫星所在的位置矢量，包括真实位置矢量以及虚拟位置矢量，计算时令psat＝pc，解方程求出的目标点坐标Ttag，则Tc＝Ttag；获取所述编队卫星的雷达成像斜视角，采用的方法如下：所述第一卫星的成像斜视角αm的计算方法如下： 所述第二卫星的成像斜视角αs的计算方法如下： 其中，sgn为符号函数，所述第一卫星取+1，第二卫星取-1；Pm为第一卫星的位置矢量；Ps为第二卫星的位置矢量；Tc为目标场景中心点坐标；θ为雷达成像斜平面夹角；获取所述编队卫星的雷达工作脉冲重复频率，采用的方法如下：建立工作时序约束，依据所述工作时序约束计算出雷达工作脉冲重复频率范围，在所述雷达工作脉冲重复频率范围的交集中寻优，将寻优结果作为所述雷达工作脉冲重复频率；所述工作时序约束包括：所述第一卫星的自发自收成像工作时序约束；所述第二卫星的自发自收成像工作时序约束；星间协同成像工作时序约束；获取所述编队卫星的雷达波门，采用的方法如下：所述雷达波门包括：所述第一卫星雷达的自发自收成像波门和星间协同成像波门；所述雷达波门还包括：所述第二卫星雷达的自发自收成像波门和星间协同成像波门；所述第一卫星的自发自收成像波门tgo,m、星间协同成像波门tge,m的计算方法如下： 其中，rn,m为所述第一卫星的雷达与目标场景中最近端目标坐标Tcn的双程斜距的最小值；c为光速；floor为向下取整函数；rn,b为信号在所述第一卫星和所述第二卫星之间传播往返斜距的最小值；PRF为雷达工作脉冲重复频率；所述第二卫星雷达的自发自收成像波门tge,s、星间协同成像波门tgo,s的计算方法如下：tgo,s＝tge,m 其中，rn,s为所述第二卫星的雷达与目标场景中最近端目标坐标Tcn的双程斜距的最小值；c为光速；floor为向下取整函数；PRF为雷达工作脉冲重复频率；所述编队卫星的雷达依据获取的工作参数运行，录取回波，实现成像：所述工作参数包括所述雷达天线口径、所述雷达接收通道数、所述雷达成像斜平面夹角、所述目标场景中心点坐标、所述雷达成像斜视角、所述雷达工作脉冲重复频率和所述雷达波门。

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