椭圆轨道全零多普勒导引律研究

星载合成孔径雷达(SAR)数据处理中,多普勒特性对于方位向性能以及成像精度都有直接的影响。基于轨道动力学理论,在椭圆轨道情况下,该文导出了同时考虑偏航控制和俯仰控制的多普勒中心频率解析表达式,分别分析了偏航控制和俯仰控制对多普勒中心的影响,提出一种基于椭圆轨道的全零多普勒方法,并用TerraSAR-X轨道参数进行了数值仿真,仿真结果表明,使用该方法后,多普勒中心频率被减小到不超过5Hz,比传统的偏航导引方法缩小了约一百倍,比基于瞬时圆轨道的全零多普勒方法缩小了5倍,表明了该方法的有效性。

星载SAR椭圆轨道全零多普勒导引方法研究

多普勒中心频率在星载合成孔径雷达(SAR)成像中,直接影响方位向的模糊度及图像的定位精度。全零多普勒导引方法通过调整偏航角和俯仰角,使多普勒中心频率为零,但现有方法都导致残余多普勒中心频率较大。文章利用椭圆轨道下多普勒中心频率的表达式,将多普勒中心频率分为仅与俯仰角相关部分,以及与俯仰角和偏航角都相关的部分,令两部分分别等于零,首先求得俯仰角,再利用俯仰角得到偏航角,从而有效地减小了残余多普勒中心频率。利用德国"陆地合成孔径雷达-X"(TerraSAR-X)卫星参数进行仿真,结果表明:使用文章提出的方法,残余多普勒中心频率约为0.03Hz,远小于采用瞬时圆轨道全零多普勒导引方法的25Hz,从而证明了该方法的有效性。

一种适用于椭圆轨道的新型偏航导引规律

多普勒特性是星载合成孔径雷达(SAR)数据处理中关键参数之一,对方位向性能以及成像精度都有着非常重要的影响。基于轨道动力学理论,该文简要论述了传统偏航导引方法和全零多普勒方法,并分别分析了它们应用于椭圆轨道时的不足之处,提出了一种新的适用于椭圆轨道的偏航导引方法。利用TerraSAR-X卫星轨道参数,分别使用这三种方法进行了数值仿真,仿真结果表明,使用新的偏航导引方法后,多普勒中心频率被减小到不超过5Hz,比传统的偏航导引方法缩小了约一百倍,比基于瞬时圆轨道的全零多普勒方法缩小了超过5倍,表明了该方法的优势及有效性。

星载SAR多普勒频率计算与全零多普勒中心导引

讨论了在天线坐标系中多普勒频率的计算方法和全零多普勒中心的条件及其实现。证明对近圆轨道SAR卫星,采用与时间延迟积分-电荷耦合器件(TDI-CCD)空间相机相同的计算公式和偏流角补偿技术,能以偏航控制方式实现星载SAR的全零多普勒中心导引。由此可将回波多普勒中心频率的全球变化范围减至最小,显著降低了SAR成像处理的难度。研究具重要的应用价值。