InSAR编队卫星波束同步姿态策略分析

从卫星姿态的角度,提出了一种考虑主星二维导引的InSAR编队卫星波束覆盖同步策略,可实现约100%的波束重叠覆盖。分析了该策略下主从两颗卫星图像的多普勒中心频率以及对后期图像干涉处理的影响。提出了一种综合考虑全零多普勒和波束同步的姿态规划策略,在保证双星多普勒中心频率均为零情况下可使编队对地观测有效区域最大。

InSAR编队卫星全零多普勒姿态导引研究

推导一种新的InSAR编队卫星全零多普勒姿态导引方法。由从星多普勒中心频率,给出了偏航角和俯仰角的解析表达式。仿真结果表明:理论上该法在距离向上可使SAR天线中心完全指向零多普勒线。

双星InSAR时间同步误差对相位同步的影响

针对双星编队的InSAR雷达系统,提出了SAR与相位同步一体化的系统框架,在双星时间同步误差的基础上,提出了一种综合考虑时间同步误差、SAR和相位同步发射及接收链路时延的双星相位同步设计方法,给出了相位同步补偿后的辅星回波信号相位和双星干涉相位,推导了两种时变相位误差功率谱密度,经过理论分析和仿真试验证明:相位同步补偿后,时间同步误差不影响相位同步精度,只影响辅星目标位置。辅星回波固定相位误差较大,但不影响成像,双星干涉固定相位误差为千分之几度,对干涉测高精度影响可以忽略,辅星回波和双星干涉时变相位误差与主星相近。

TwinSAR-L基线定标中的参考高程误差分析

为分析分布目标基线定标方法的L波段适用性,本文结合我国于2021年发射的L波段编队InSAR卫星(TwinSAR-L)的系统参数,从典型分布目标的穿透和后向散射系数特性出发,指出分布目标参考高程误差不仅包括自身测量误差还包含由穿透和信噪比去相干引入的参考高程误差Δh_(errPen)和Δh_(errSNR),并利用TwinSAR-L数据及TanDEM-X分布目标基线定标模型分析了这两项误差与基线定标误差之间的关系。最后,利用ALOS-2数据定量分析发现研究区域L波段的Δh_(errPen),Δh_(errSNR)分别为1.09 m,1.39 m。这将分别引入7.9 mm,10 mm的基线定标误差,严重影响基线定标和后续DEM产品精度。本文的研究工作对TwinSAR-L的基线定标具有一定的理论指导意义。

基于多目标蚁狮优化算法的月球InSAR卫星编队构型设计

本文研究了月球干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)卫星编队构型设计问题。首先,建立了基于相对偏心率/相对倾角(eccentricity/inclination,E/I)矢量的月球InSAR卫星相对动力学模型。然后,研究了月球轨道摄动环境下的编队飞行长期稳定飞行条件。进一步,以相对测高精度和模糊高度为优化指标,同时考虑星间安全性,给出了月球InSAR卫星编队构型优化的目标函数。针对现有的研究方法难以解决构型设计的多目标问题,应用改进多目标蚁狮优化算法实现了月球InSAR卫星编队构型设计。仿真结果表明,其在基线使用率方面更优,从而验证了所提算法的适应性和有效性。