【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于衛星總體設計，涉及基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法。
技術介紹
1、圖像分辨率(包括距離分辨率和方位分辨率)、系統靈敏度(nesz)是sar衛星重要的兩項圖像指標，這兩個指標同時又互相耦合影響。決定系統靈敏度該的因素有若干項，核心因素包括：圖像分辨率、輻射峰值功率、天線增益以及衛星對地飛行速度等。系統靈敏度(nesz)和分辨率作為圖像應用指標需求，會被最早確定，作為衛星的設計輸入。根據該輸入需求，在衛星設計之初，首先需要確定兩點：第一是sar天線的口徑要足夠大，能夠滿足天線增益要求，基于此確保其重量、尺寸等機械包絡能符合衛星安裝要求；第二是衛星的能源系統(蓄電池、太陽翼面積)可提供足夠的功率，能夠滿足sar載荷的輻射功率要求，同時能源系統重量、尺寸等也能符合衛星安裝要求。基于以上綜合考慮，才能選擇出滿足要求的衛星平臺、運載火箭，同時滿足圖像指標要求。
2、低軌sar衛星的對地飛行速度幾乎不變，隨著軌道逐漸降低，速度時變性逐漸不明顯，當軌高降至1500km以下時，速度幾乎沒有時變性，因此針對任意一個軌道位置展開分析，確定的能源和天線口徑包絡即可滿足全軌要求。
3、對于中高軌道sar衛星，甚至地球同步軌道sar衛星而言，由于其軌道高度高，與低軌sar衛星相比，受地球自轉影響明顯，因此衛星速度呈現明顯的強時變特點，同時具有長合成孔徑時間，且每個軌道位置也時變的特點。目前現有的sar天線口徑確定方法，都是基于低軌sar衛星，該類衛星對地速度時變性弱，即速度幾乎不變，不需要針對全部軌
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，滿足中高軌道sar衛星速度時變性特點，針對全軌展開遍歷式分析，確保能源和天線口徑能滿足所有軌位，并保證該類sar衛星的圖像分辨率和系統靈敏度這兩項圖像指標。
2、本專利技術解決技術的方案是：基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，包括以下步驟：
3、步驟一、根據sar衛星的軌道六根數，計算衛星對地相對飛行速度；
4、步驟二、根據sar衛星的圖像分辨率和系統靈敏度指標要求，利用sar系統的系統靈敏度計算方法和合成孔徑時間計算方法，推導得到sar天線增益的計算表達式；
5、步驟三、將隨著軌道位置變化的衛星對地相對飛行速度代入sar天線增益的計算表達式，得到全軌道位置所需要的sar天線增益大小，再根據sar天線增益計算全軌道位置所需要的sar天線面積，進而得到所需天線口徑尺寸；
6、步驟四、按照計算得到的sar天線口徑尺寸，再次計算全軌道位置和全波位的系統靈敏度，若全軌道位置和全波位不都滿足系統靈敏度指標，重復步驟一～步驟四的計算過程，直到全軌道位置和全波位都滿足系統靈敏度指標。
7、進一步的，計算衛星對地相對飛行速度如下：
8、
9、其中，vses為衛星對地相對飛行速度，rs是衛星到地心的距離，ωs是衛星瞬時角速度，θi是軌道傾角，f是真近心角，w是衛星軌道近地點幅角，e是軌道偏心率，a是軌道半長軸，μ為引力常數。
10、進一步的，sar天線增益的計算表達式如下：
11、
12、其中，g為sar天線增益，r是雷達和目標的距離，ls是系統損耗因子，k表示波爾茲曼常數，t0是系統絕對溫度，bn是接收系統等效帶寬，br為系統發射帶寬，fn是系統噪聲系數，θr是波束斜視角，nesz為系統靈敏度，pt是雷達發射機的峰值輻射功率，λ是載波波長，ρgr是距離分辨率，prf是脈沖重復頻率，tr是信號脈沖時寬，ρa是方位分辨率，tsar為合成孔徑時間。
13、進一步的，計算全軌道位置所需要的sar天線面積如下：
14、
15、其中，ae是sar天線面積，η是天線效率。
16、基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定系統，包括對地相對飛行速度計算模塊、sar天線增益確定模塊、天線口徑計算模塊、系統靈敏度核驗模塊；
17、對地相對飛行速度計算模塊，用于根據sar衛星的軌道六根數，計算衛星對地相對飛行速度；
18、sar天線增益確定模塊，用于根據sar衛星的圖像分辨率和系統靈敏度指標要求，利用sar系統的系統靈敏度計算方法和合成孔徑時間計算方法，推導得到sar天線增益的計算表達式；
19、天線口徑計算模塊，用于將隨著軌道位置變化的衛星對地相對飛行速度代入sar天線增益確定模塊，得到全軌道位置所需要的sar天線增益大小，再根據sar天線增益計算全軌道位置所需要的sar天線面積，進而得到所需天線口徑尺寸；
20、系統靈敏度核驗模塊，用于按照計算得到的sar天線口徑尺寸，再次計算全軌道位置和全波位的系統靈敏度，若全軌道位置和全波位不都滿足系統靈敏度指標，重新調用sar天線增益確定模塊、sar天線增益確定模塊和天線口徑計算模塊進行口徑計算，直到全軌道位置和全波位都滿足系統靈敏度指標。
21、一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述的計算機程序被處理器執行時實現所述基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法的步驟。
22、一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述的處理器執行所述的計算機程序時實現所述基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法的步驟。
23、一種計算機程序產品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現所述基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法的步驟。
24、本專利技術與現有技術相比的有益效果是：
25、本專利技術提出的基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，主要針對中高軌sar衛星，具有對地速度時變性強的特點，確定的sar天線口徑可以滿足全軌道周期的sar天線增益要求，最終滿足衛星圖像分辨率和系統靈敏度指標要求。
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1.基于全軌遍歷分析的中高軌SAR衛星天線口徑確定方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于全軌遍歷分析的中高軌SAR衛星天線口徑確定方法，其特征在于，計算衛星對地相對飛行速度如下：
3.根據權利要求2所述的基于全軌遍歷分析的中高軌SAR衛星天線口徑確定方法，其特征在于，SAR天線增益的計算表達式如下：
4.根據權利要求3所述的基于全軌遍歷分析的中高軌SAR衛星天線口徑確定方法，其特征在于，計算全軌道位置所需要的SAR天線面積如下：
5.基于權利要求1～4任一項所述方法的基于全軌遍歷分析的中高軌SAR衛星天線口徑確定系統，其特征在于，包括對地相對飛行速度計算模塊、SAR天線增益確定模塊、天線口徑計算模塊、系統靈敏度核驗模塊；
6.一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述的計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1～權利要求4任一所述方法的步驟。
7.一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，
8.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1～權利要求4任一所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，其特征在于，計算衛星對地相對飛行速度如下：
3.根據權利要求2所述的基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，其特征在于，sar天線增益的計算表達式如下：
4.根據權利要求3所述的基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定方法，其特征在于，計算全軌道位置所需要的sar天線面積如下：
5.基于權利要求1～4任一項所述方法的基于全軌遍歷分析的中高軌sar衛星天線口徑確定系統，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙秉吉，邢健，王濤，劉亞利，李曉云，趙月鳳，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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