CN110018455A - 星载sar成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种星载SAR成像技术领域的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法:(1)SAR***工作状态及参数设置,包括信号工作带宽和脉宽、工作模式、单机主备份状态、PRF值和开机时长;(2)根据***工作状态及参数设置值编制并上注指令包实现SAR***开机,同时记录回波数据;(3)对记录的回波数据进行格式转换和脉压处理,提取脉压后峰值处幅度和相位进行对比分析;(4)重复步骤一和步骤三完成不同带宽、不同主备份状态下的成像接收通道幅相一致性误差测量,本发明方法可以在无需微波暗室近场扫描测量的条件下完成成像接收通道间幅相一致性误差的测量,同时可以多次快速方便的进行成像接收通道间幅相一致性误差的监测。
Description
技术领域
本发明涉及星载SAR成像技术领域,具体地,涉及一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法。
背景技术
星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差测量方法之一是在微波暗室环境下,利用近场扫描架进行幅相一致性误差测量,该方法特点是精度高、可以完全覆盖整个接收通道链路,但由于其测量条件(包括测试设备和场地)要求高,而且不是特别灵活,无法在任何时刻和任何场地下随时进行幅相一致性误差结果测量和监测。
星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差测量方法之一是在通过单T/R接收定标工作模式分时进行各T/R接收通道幅相数据获取,然后按各T/R通道在成像接收通道中的分布关系对各T/R接收定标回波数据在数据域进行合成叠加,对叠加后的数据进行匹配滤波脉压处理,再取各峰值处幅度和相位进行最大值和最小值做差。该方法的特点是要求简单,无需***软件开发全阵面非延迟接收定标模式,但由于单T/R接收定标工作属于分时测量,不能完成代表正常全阵面收工作状态。
随着合成孔径雷达卫星的不断发展,特别是高分辨率和宽覆盖的要求越来越高,多接收通道成像体制成为未来星载SAR应用的一大趋势,同时随着成像质量要求的不断提高,对通道间幅相一致性误差的控制提出了更高的要求。为此,一是需要严格控制成像接收通道间幅相一致性误差,提高成像接收通道间幅相一致性水平;二是需要高效的完成成像接收通道间幅相一致性水平的测量和监测。随着星载SAR***设计水平和研制能力的不断提高,目前雷达接收机和数据形成器具备独立接收、采集、编码和融合各成像接收通道回波数据的能力,为星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差高效定标测量提供了条件。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,本发明采用的技术方案是基于成像接收通道回波数据的独立接收和采集,通过采取全阵面非延迟接收定标工作模式录取定标数据,然后对各成像接收通道接收定标回波数据进行脉压处理,实现高效高精度星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量。实现对星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差的测量和监测,同时提高了测量精度和满足了实现的简便性。
本发明涉及一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,包括以下步骤:
步骤一:SAR***工作状态及参数设置,包括信号工作带宽和脉宽、工作模式、单机主备份状态、PRF值和开机时长;
步骤二:根据***工作状态及参数设置值编制并上注指令包实现SAR***开机,同时记录回波数据;
步骤三:对记录的回波数据进行格式转换和脉压处理,提取脉压后峰值处幅度和相位进行对比分析;
步骤四:重复步骤一和步骤三完成不同带宽、不同主备份状态下的成像接收通道幅相一致性误差测量。
优选地,所述的步骤一对星载SAR***工作状态及参数进行设置,选择雷达接收机处于多接收通道工作状态的信号带宽和脉宽、选择全阵面非延迟接收定标模式作为工作模式、设置单机主备份工作状态、根据需要设置PRF和开机时长值,其中开机时长设置用于监测长时间各接收通道幅相一致性误差的稳定性。
优选地,所述的步骤一对星载SAR***工作状态及参数进行设置,首先选择相应的多接收通道工作带宽实现雷达接收机和数据形成器处于多通道独立接收、采集和编码的工作状态,同时选择全阵面非延迟接收定标工作模式;其次设置***各单机主备份工作状态,实现多种组合工作状态测试的覆盖性;最后根据测试需求设置PRF值和开机时长。
优选地,所述的步骤二根据SAR***工作状态及参数设置值编制并上注指令包以实现SAR***按要求开机,星载SAR***选择全阵面非延迟接收定标工作模式,以满足阵面所有T/R通道同时处于只接收工作状态,然后记录回波数据。
优选地,所述的步骤三首先对记录的回波数据按一定的脉冲间隔进行数据格式转换以获取各接收通道对应的回波复数据;其次采用匹配滤波脉压的方法对各接收通道回波复数据进行处理并提取脉压插值后峰值处幅度和相位;最后对应脉冲处进行各接收通道峰值处最大幅度值和最小幅度值做差,各接收通道峰值处最大相位值和最小相位值做差,即获得幅相一致性误差测量结果。
优选地,所述的步骤四在全阵面非延迟接收定标工作模式固定的情况下重复设置不同的***工作状态和参数,包括不同的信号带宽和脉宽、不同的单机主备份工作状态等,重复步骤一至步骤三获取不同带宽、不同主备份状态下接收通道间幅相一致性误差测量结果。
优选地,所述的步骤一中,设置SAR***工作状态及参数具体操作步骤为,一是选择多接收通道工作信号带宽并设置雷达接收机处于多接收通道独立工作状态;二是星载SAR工作模式设置为全阵面非延迟接收定标工作模式,其中全阵面非延迟接收定标通路为:调频信号源→内定标器(非延迟)→天线定标网络→天线接收通道→微波组合→雷达接收机。
优选地,所述的步骤三中,对记录的回波数据进行数据格式转换获取各成像接收通道回波复数据,并进行FFT转换,各成像接收通道频域数据为S1_int(f)、S2_int(f)……SN_int(f),分别进行匹配滤波处理,匹配滤波函数分别为H1(f)、H2(f)……HN(f),经匹配脉压后输出为S1_out(f)=S1_out(f)·H1(f)、S2(f)=S2_out(f)·H2(f)……SN(f)=SN_out(f)·HN(f),各通道的数据脉压后进行插值处理取峰值处幅度值和相位值,峰值处幅度值(单位dB)分别为F1_max、F2_max……FN_max、峰值处相位值(单位度)分别为P1_max、P2_max……PN_max,幅度一致性测量值为ΔF=max(F1_max、F2_max……FN_max)-min(F1_max、F2_max……FN_max)、相位一致性测量值为ΔP=max(P1_max、P2_max……PN_max)-min(P1_max、P2_max……PN_max)。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法重点解决了星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差的测量问题,可以在无需微波暗室近场扫描测量的条件下完成成像接收通道间幅相一致性误差的测量,同时可以多次快速方便的进行成像接收通道间幅相一致性误差的监测;
2、本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法对星载SAR成像接收通道间幅相一致性测量具有很好的效果,而且可以完成成像接收通道间幅相一致性误差稳定性的监测;
3、本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法的应用可以有效地简化测量方法和提高测量效率,同时也保证了测量精度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明星载SAR成像通道间幅相一致性误差定标测量流程图;
图2为本发明数据处理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例中,本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法介绍如下:步骤一:根据图1所示的星载SAR成像通道间幅相一致性误差定标测量流程图,完成星载SAR***工作状态及参数设置,包括信号工作带宽和脉宽、***工作模式、单机主备份工作状态、PRF值和开机时长值;
步骤二:根据图1所示的星载SAR成像通道间幅相一致性误差定标测量流程图,完成指令包编制和上注,并通过地面记录设备存储回波数据;
步骤三:根据图2所示的数据处理流程图完成数据处理和分析,对各成像接收通道定标回波数据进行距离向脉压处理并提取峰值处幅度和相位值,分别取最大幅度值和最大相位值与最小幅度值和最小相位值做差得到通道间幅相一致性测量结果;
步骤四:重复步骤一和步骤三进行多工况测量,获取不同信号带宽、不同主备份状态下的幅相一致性误差测量结果。
接下来对本发明进行详细的描述。
本发明涉及幅相测量,尤其为一种用于星载合成孔径雷达成像接收通道间幅相一致性误差测量技术,涉及星载合成孔径雷达的成像接收通道间幅相一致性误差测量,公开了一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法。包括SAR***工作状态的设置、内定标工作模式的选择以及定标数据的处理方法。本发明的目的是提供一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,本发明采用的技术方案是基于成像接收通道回波数据的独立接收和采集,通过采取全阵面非延迟接收定标工作模式录取定标数据,然后对各成像接收通道接收定标回波数据进行脉压处理,实现高效高精度星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量。实现对星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差的测量和监测,同时为了提高测量精度和实现简便性。
本发明涉及一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,包括以下步骤:
步骤一:SAR***工作状态及参数设置,包括信号工作带宽和脉宽、工作模式、单机主备份状态、PRF值和开机时长;
步骤二:根据***工作状态及参数设置值编制并上注指令包实现SAR***开机,同时记录回波数据;
步骤三:对记录的回波数据进行格式转换和脉压处理,提取脉压后峰值处幅度和相位进行对比分析;
步骤四:重复步骤一和步骤三完成不同带宽、不同主备份状态下的成像接收通道幅相一致性误差测量。
优选地,所述的步骤一对星载SAR***工作状态及参数进行设置,首先选择相应的多接收通道工作带宽实现雷达接收机和数据形成器处于多通道独立接收、采集和编码的工作状态,同时选择全阵面非延迟接收定标工作模式;其次设置***各单机主备份工作状态,实现多种组合工作状态测试的覆盖性;最后根据测试需求设置PRF值和开机时长。
优选地,所述的步骤二根据***工作状态及参数设置值编制并上注指令包,SAR***开机后进行回波数据记录和存储。
优选地,所述的步骤三首先对记录的回波数据按一定的脉冲间隔进行数据格式转换以获取各接收通道对应的回波复数据;其次采用匹配滤波脉压的方法对各接收通道回波复数据进行处理并提取脉压后峰值处幅度和相位;最后对应脉冲处进行各接收通道峰值处最大幅度值和最小幅度值做差,各接收通道峰值处最大相位值和最小相位值做差,即幅相一致性误差测量结果。
优选地,所述的步骤四为满足测试覆盖性重复步骤一至步骤三获取不同带宽、不同主备份状态下接收通道间幅相一致性误差测量结果。
更为具体地,本发明的主要内容为:
1、设置SAR***工作状态及参数
一是选择多接收通道工作信号带宽并设置雷达接收机处于多接收通道独立工作状态;二是星载SAR工作模式设置为全阵面非延迟接收定标工作模式,其中全阵面非延迟接收定标通路为:调频信号源→内定标器(非延迟)→天线定标网络→天线接收通道→微波组合→雷达接收机。
2、成像接收通道定标数据处理
对记录的回波数据进行数据格式转换获取各成像接收通道回波复数据,并进行FFT转换,各成像接收通道频域数据为S1_int(f)、S2_int(f)……SN_int(f),分别进行匹配滤波处理,匹配滤波函数分别为H1(f)、H2(f)……HN(f),经匹配脉压后输出为S1_out(f)=S1_out(f)·H1(f)、S2(f)=S2_out(f)·H2(f)……SN(f)=SN_out(f)·HN(f),各通道的数据脉压后进行插值处理取峰值处幅度值和相位值,峰值处幅度值(单位dB)分别为F1_max、F2_max……FN_max、峰值处相位值(单位度)分别为P1_max、P2_max……PN_max,幅度一致性测量值为ΔF=max(F1_max、F2_max……FN_max)-min(F1_max、F2_max……FN_max)、相位一致性测量值为ΔP=max(P1_max、P2_max……PN_max)-min(P1_max、P2_max……PN_max)。
综上所述,本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法重点解决了星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差的测量问题,可以在无需微波暗室近场扫描测量的条件下完成成像接收通道间幅相一致性误差的测量,同时可以多次快速方便的进行成像接收通道间幅相一致性误差的监测;本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法对星载SAR成像接收通道间幅相一致性测量具有很好的效果,而且可以完成成像接收通道间幅相一致性误差稳定性的监测;本发明的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法的应用可以有效地简化测量方法和提高测量效率,同时也保证了测量精度。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:SAR***工作状态及参数设置,包括信号工作带宽和脉宽、工作模式、单机主备份状态、PRF值和开机时长;
步骤二:根据***工作状态及参数设置值编制并上注指令包实现SAR***开机,同时记录回波数据;
步骤三:对记录的回波数据进行格式转换和脉压处理,提取脉压后峰值处幅度和相位进行对比分析;
步骤四:重复步骤一和步骤三完成不同带宽、不同主备份状态下的成像接收通道幅相一致性误差测量。
2.如权利要求1所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤一对星载SAR***工作状态及参数进行设置,选择雷达接收机处于多接收通道工作状态的信号带宽和脉宽、选择全阵面非延迟接收定标模式作为工作模式、设置单机主备份工作状态、根据需要设置PRF和开机时长值,其中开机时长设置用于监测长时间各接收通道幅相一致性误差的稳定性。
3.如权利要求2所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤一对星载SAR***工作状态及参数进行设置,首先选择相应的多接收通道工作带宽实现雷达接收机和数据形成器处于多通道独立接收、采集和编码的工作状态,同时选择全阵面非延迟接收定标工作模式;其次设置***各单机主备份工作状态,实现多种组合工作状态测试的覆盖性;最后根据测试需求设置PRF值和开机时长。
4.如权利要求1所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤二根据SAR***工作状态及参数设置值编制并上注指令包以实现SAR***按要求开机,星载SAR***选择全阵面非延迟接收定标工作模式,以满足阵面所有T/R通道同时处于只接收工作状态,然后记录回波数据。
5.如权利要求1所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤三首先对记录的回波数据按一定的脉冲间隔进行数据格式转换以获取各接收通道对应的回波复数据;其次采用匹配滤波脉压的方法对各接收通道回波复数据进行处理并提取脉压插值后峰值处幅度和相位;最后对应脉冲处进行各接收通道峰值处最大幅度值和最小幅度值做差,各接收通道峰值处最大相位值和最小相位值做差,即获得幅相一致性误差测量结果。
6.如权利要求1所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤四在全阵面非延迟接收定标工作模式固定的情况下重复设置不同的***工作状态和参数,包括不同的信号带宽和脉宽、不同的单机主备份工作状态等,重复步骤一至步骤三获取不同带宽、不同主备份状态下接收通道间幅相一致性误差测量结果。
7.如权利要求1所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤一中,设置SAR***工作状态及参数具体操作步骤为,一是选择多接收通道工作信号带宽并设置雷达接收机处于多接收通道独立工作状态;二是星载SAR工作模式设置为全阵面非延迟接收定标工作模式,其中全阵面非延迟接收定标通路为:调频信号源→内定标器→天线定标网络→天线接收通道→微波组合→雷达接收机。
8.如权利要求1所述的星载SAR成像接收通道间幅相一致性误差定标测量方法,其特征是,所述的步骤三中,对记录的回波数据进行数据格式转换获取各成像接收通道回波复数据,并进行FFT转换,各成像接收通道频域数据为S1_int(f)、S2_int(f)……SN_int(f),分别进行匹配滤波处理,匹配滤波函数分别为H1(f)、H2(f)……HN(f),经匹配脉压后输出为S1_out(f)=S1_out(f)·H1(f)、S2(f)=S2_out(f)·H2(f)……SN(f)=SN_out(f)·HN(f),各通道的数据脉压后进行插值处理取峰值处幅度值和相位值,峰值处幅度值分别为F1_max、F2_max……FN_max、峰值处相位值分别为P1_max、P2_max……PN_max,幅度一致性测量值为ΔF=max(F1_max、F2_max……FN_max)-min(F1_max、F2_max……FN_max)、相位一致性测量值为ΔP=max(P1_max、P2_max……PN_max)-min(P1_max、P2_max……PN_max)。
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