星载SAR多普勒频率计算与全零多普勒中心导引.pdf

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1、2010年第1期上海航天AERoSPACESHANGHAI文章编号：1006一1630(2010)01一0001—08星载SAR多普勒频率计算与全零多普勒中心导引袁孝康(上海卫星工程研究所，上海200240)摘要：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。证明对近圃轨道SAR卫星，采用与时间延迟积分一电荷耦合器件(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。关键词：合成孔径雷

2、达；星载合成孔径雷迭；回波多普勒频率计算；全零多普勒中心导引；偏航导引中图分类号：TN958文献标示码：ACalculationofDopplerFrequencyandTotalZeroDopplerCentroidSteeringforSpace-BorneSARYUANXiao-kang(ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai，200240，China)Abstract：TheformulaforcalculatingechoDopplerfrequencyofspace-bornesyntheticape

3、rtureradar(SAR)wasderivedintheantennacoordinatesystemusingthemultiplycoordinatetranslationsincommonandrigorousfashioninthispaper．Intheformula，theradarwavelength，thetargetposition(thelongitudeandlatitude)，thesatelliteorbitandtheattitudeparameterswerefullyconsidered．Theconditionandrealizat

4、ionobtainingthetotalzeroDopplercentoidwerealsodeeplydiscussed．ItwasdemonstratedthatthetotalzeroDopplercentroidsteeringmightberealizedusingthedeviationanglecompensationtechniqueinthesamewayastimedelayintegration-chargecoupleddevice(TDI-CCD)space-bornecamerapositionforthenear-circularorbit

5、SARsatellite．Therefore，theDopplercentroidwasminimizedwhentheSARsatellitewasflying，andthedifficultyoftheSARimageprocessingwaslargelyreduced．Theresearchwashighlyvaluable．Keywords：Syntheticapertureradar；Space-borneSAR；EchoDopplerfrequency；TotalzeroDopplercentroidsteeing；Satelliteyawsteering

6、0引言众所周知，雷达天线相对目标以一定规律运动产生的多普勒效应是SAR工作的基础[1]。SAR回波的多普勒频率参数在成像处理中有关键作用。虽然可从回波信号中较准确地提取多普勒频率参数，但其初始值常用计算方法获得，SAR回波的多普勒频率计算可在特定的参照系中完成。文献E23在地心直角坐标系(地固坐标系)中完成分析计算。但以收藏日期：2009-05—1I；修回日期；2009—08—22作者简介：袁孝康(1939一)，男，研究员，上海市宇航学会会员。主要研究方向为空间电子学。天线坐标系为参照系更合适，因为所得结果能更好地反映目标位置(地心经纬度)、卫星轨道，特别是卫星姿态参数

7、对多普勒频率的影响。计算表明，对工作在x波段的星载SAR，回波多普勒频率受地球自转的影响很大，在全球范围内的变化可达士23kHzEa3。多普勒频率随空间的明显变化(空变)给成像处理带来了难度，因而近年来提出了全零多普勒中心导引[4．53。当卫星工作于椭圆轨道时，可能需要偏航和俯仰二维控制才能实现全零多普勒中心导引。但是，实用的SAR卫星通常工作在近圆冻结轨道上[1]。为降低SAR成像处理难度，本文对实现全零多普勒中心导引的条件进行了研究，讨论上海航天AERoSPACESHANGHAI2010年第1期了采用与文献[6]TDI—CCD空间相机