拟合计算星载滑聚SAR场景中心时刻的方法、SAR与流程

本发明涉及星载微波成像雷达，具体涉及拟合计算星载滑聚sar场景中心时刻的方法、sar。

背景技术：

1、星载合成孔径雷达（sar）作为一类全天候、全时段、具备卓越穿透力的地表探测利器，在诸如地质结构分析、地形描绘、森林资源清查、灾害影响评估以及紧急救援情报收集等方面展现出广泛应用前景。星载sar系统，凭借其广阔视野与平台稳定性，无惧地理边界、气候障碍，成为战略监测的优选方案。在星载sar技术的发展趋势中，高分辨率宽幅成像（hrws sar）模式占据显著地位，它能够捕捉更为精细的地理细节。滑动聚束模式，即一种结合了条带与聚束模式优势的创新成像方式，不仅提升了方位向分辨率，还拓展了观测范围，这使得滑动聚束sar在星载工程中扮演着重要角色。

2、条带sar，其特征在于成像过程中雷达波束与飞行路径始终保持固定角度，从而实现连续的条状影像采集，理论上在方位向几乎不受限。然而，它的方位向分辨率受制于天线的3db波束宽度，通常介于数米到十几米之间，最高可达天线尺寸的一半。聚束sar，则通过调整波束持续瞄准目标区域，达到高方位向分辨率的效果，但代价是缩小了成像区域。滑动聚束模式巧妙地融合了条带与聚束模式的优点，通过追踪一个位于地下的假想焦点，令雷达波束在目标区域的方位向移动速度慢于平台行进速度，延长了对目标的相干累积时间，从而在相同的硬件条件下，实现了比条带sar更长的合成孔径时间，以及比聚束sar更广阔的观测视野。

3、滑动聚束sar模式的特点之一是工作时间短，这意味着随着离场景中心越远，受天线扫描性能减弱的影响，图像质量会逐渐下降，因此，优先确保目标位于场景中心是明智之举。然而，由于滑动聚束sar的工作时间短、场景覆盖小，预先几小时乃至一天上传的指令包依据的是粗略的轨道预测，容易造成目标区域未能被雷达信号充分覆盖，甚至出现目标遗漏的风险，因此，在轨实时确定滑动聚束场景的中心时间至关重要。同时，算法设计需兼顾星载计算机的计算能力，避免采用过于复杂的数学函数和运算策略，且要求算法具有快速收敛性。鉴于此，精准且高效的星载滑动聚束sar场景中心时刻计算方法的研究具有深远的意义，但遗憾的是，截至目前，国际上尚未有相关文献详细探讨这一主题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种技术方案。

2、一种拟合计算星载滑聚sar场景中心时刻的方法，包括以下步骤：

3、s1：收集轨道预报数据，所述轨道预报数据包括时刻及其对应的卫星位置、卫星速度；轨道预报数据的数据来自星间测量分系统实时的广播，轨道预报数据中的时刻为整秒时刻；

4、s2：根据目标位置以及轨道预报数据中各个时刻对应的卫星位置，计算轨道预报数据中各个时刻的瞬时斜距r(t),其中r(t)表示t时刻的瞬时斜距；

5、s3：从轨道预报数据中，选出n+1个样本点，这些样本点的时刻分别为，其中，n为大于等于2的自然数；

6、s4：使用选出的n+1个样本点,以时刻t为自变量、r(t)为因变量，进行n阶的多项式拟合，得到t与r(t)的函数关系，从而求出r（t）最小时对应的时刻tmin，将tmin的数值作为滑聚中心时刻的计算结果;

7、n阶的多项式为：,

8、其中，为多项式的系数。

9、优选的，n的取值为2，即选出3个样本点，这3个样本点的时刻分别为。

10、优选的，的中心时刻，且r(t1)为轨道预报数据中各个时刻的r(t)中的最小值。

11、优选的，进行n阶的多项式拟合时，使用拉格朗日插值法计算系数，公式为：。

12、本发明还提供了一种星载合成孔径雷达，其特征在于，

13、包括:

14、存储器，用于存放计算机程序；

15、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述的方法步骤。

16、有益效果：

17、本发明考虑到星上处理器计算能力限制，避免了使用复杂函数和运算方法，兼顾实时性要求，提出了一种占用cpu资源低、可以快速拟合计算星载滑动聚束sar场景中心时刻的方法。

18、本发明根据星载sar的几何关系，在卫星有效实施偏航导引的情况下，平台到目标点时刻斜距最短时，恰好为滑动聚束模式中心波束照射目标的时刻，利用这一原理，通过多项式拟合获取精确的滑聚sar中心时刻，通过选用拉格朗日线性插值法进行拟合，可以在较少算力的前提下，快速计算出结果，选择2阶多项式，以及瞬时斜距最小的样本点为中心的三个样本点作为拟合用的点，可以在消耗较少算力的前提下，获得更精确的结果。本发明具有无需迭代、计算速度快和预报精度高的特点，还可以通过提高拟合阶数减少对样本点的依赖性，提高算法鲁棒性。

技术特征：

1.一种拟合计算星载滑聚sar场景中心时刻的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种拟合计算星载滑聚sar场景中心时刻的方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种拟合计算星载滑聚sar场景中心时刻的方法，其特征在于，的中心时刻，且r(t1)为轨道预报数据中各个时刻的r(t)中的最小值。

4.根据权利要求1所述的一种拟合计算星载滑聚sar场景中心时刻的方法，其特征在于，

5.一种星载合成孔径雷达，其特征在于，

技术总结本发明涉及星载微波成像雷达技术领域，具体涉及拟合计算星载滑聚SAR场景中心时刻的方法、SAR。本发明根据星载SAR的几何关系，在卫星有效实施偏航导引的情况下，平台到目标点时刻斜距最短时，恰好为滑动聚束模式中心波束照射目标的时刻，利用这一原理，通过多项式拟合获取精确的滑聚SAR中心时刻，通过选用拉格朗日线性插值法进行拟合，可以在较少算力的前提下，快速计算出结果，选择2阶多项式，以及瞬时斜距最小的样本点为中心的三个样本点作为拟合用的点，可以在消耗较少算力的前提下，获得更精确的结果。本发明具有无需迭代、计算速度快和预报精度高的特点，还可以通过提高拟合阶数减少对样本点的依赖性，提高算法鲁棒性。技术研发人员：王丁,刘爱芳,葛仕奇,侯雨生,王君睿,李烁,钱方明受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25