一种合成孔径雷达探测区域的选取方法与流程

本发明属于合成孔径雷达探测，尤其涉及一种合成孔径雷达探测区域的选取方法。

背景技术：

1、合成孔径雷达是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测，且具有一定的地表穿透能力。

2、现有技术中，当合成孔径雷达需要进行探测时，通常是直接进行探测和图像采集。

3、但是，采用上述方式合成孔径雷达进行探测和图像采集是随机的，其所采集的图像可能无法满足要求。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种合成孔径雷达探测区域的选取方法，解决了现有技术中合成孔径雷达进行探测和图像采集是随机的导致所采集的图像可能无法满足要求的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种合成孔径雷达探测区域的选取方法，包括如下步骤：

4、开启合成孔径雷达，合成孔径雷达的雷达控制器发送探测区域预测指令；

5、根据探测区域预测指令分别计算网格点在不同距离分辨率下的地面反射系数矩阵、距离分辨率矩阵和方位分辨率矩阵；

6、根据距离分辨率的阈值范围、方位分辨率的阈值范围和地面反射系数的阈值范围分别对网格点的距离分辨率矩阵中的距离分辨率、方位分辨率矩阵中的方位分辨率和地面反射系数矩阵中的地面反射系数进行筛选，获得同时满足的距离分辨率、方位分辨率和地面反射系数的多个满足条件的网格点进行图形化显示，得到二维分析图，并生成多个满足条件的网格点对应的距离分辨率、方位分辨率、地面反射系数、坐标、载体的飞行参数、离轴角和天线安装角的参数表；

7、合成孔径雷达的雷达控制器接收参数表并根据参数表中参数进行满足距离分辨率、方位分辨率和地面反射系数的探测区域的图像探测。

8、进一步地，根据天线到网格点的实际发射增益矩阵、天线到网格点的实际接收增益矩阵、斜视角矩阵、斜距矩阵、雷达的系统损耗和平均功率进行雷达方程的计算，得到网格点在不同距离分辨率下的地面反射系数矩阵。

9、进一步地，系统损耗包括波形损耗和传输损耗。

10、进一步地，网格点在不同分辨率下的地面反射系数矩阵采用如下公式：

11、

12、其中，σ为地面反射系数矩阵，r为斜距矩阵，k＝1.38×10-23为波尔兹曼常数，t0为噪声温度，fn为噪声系数，l为系统损耗，v为载体在导航坐标系下的北东平面内的和速度，θ为斜视角矩阵，pav为平均功率，gtt为天线到网格点的实际发射增益矩阵，grt为天线到网格点的实际接收增益矩阵，snr为检测信噪比，λ为波长，dr为距离分辨率，k＝1.4为方位展宽因子。

13、进一步地，根据雷达的带宽、载体的高度和斜距矩阵，得到网格点的距离分辨率矩阵。

14、进一步地，距离分辨率矩阵dr采用如下公式：

15、

16、

17、其中，dr为距离分辨率矩阵，r为斜距矩阵，br为雷达的带宽，(px,py,pz)为载体在导航坐标系下的坐标，k为方位展宽因子，c为光速，β为擦地角。

18、进一步地，根据载体的和速度、波长、合成孔径时间、斜视角矩阵和斜距矩阵，得到网格点的方位分辨率矩阵。

19、进一步地，方位分辨率矩阵da采用如下公式：

20、

21、其中，da为方位分辨率矩阵，k为方位展宽因子，λ为波长，r为斜距矩阵，v为载体在导航坐标系下的北东平面内的和速度，θ为斜视角矩阵，ta为合成孔径时间。

22、进一步地，根据距离分辨率的阈值范围、方位分辨率的阈值范围和地面反射系数的阈值范围分别对网格点的距离分辨率矩阵中的距离分辨率、方位分辨率矩阵中的方位分辨率和地面反射系数矩阵中的地面反射系数进行筛选包括如下步骤：

23、步骤a：判断距离分辨率矩阵中的距离分辨率是否处于距离分辨率阈值范围内，若是，则判断该距离分辨率所对应的网格点满足条件，获得满足距离分辨率的多个网格点；

24、步骤b：判断满足距离分辨率的多个网格点中的方位分辨率是否处于方位分辨率阈值范围内，若是，则判断该方位分辨率所对应的网格点满足条件，获得同时满足距离分辨率和方位分辨率的多个网格点；

25、步骤c：判断同时满足距离分辨率和方位分辨率的多个网格点中的地面反射系数是否处于地面反射系数阈值范围内，若是，则判断该地面反射系数所对应的网格点满足条件，获得同时满足距离分辨率、方位分辨率和地面反射系数的多个网格点。

26、进一步地，根据距离分辨率的阈值范围、方位分辨率的阈值范围和地面反射系数的阈值范围分别对网格点的距离分辨率矩阵中的距离分辨率、方位分辨率矩阵中的方位分辨率和地面反射系数矩阵中的地面反射系数进行筛选包括如下步骤：

27、步骤a’：判断方位分辨率矩阵中的方位分辨率是否处于方位分辨率阈值范围内，若是，则判断该方位分辨率所对应的网格点满足条件，获得满足方位分辨率的多个网格点；

28、步骤b’：判断满足方位分辨率的多个网格点中的距离分辨率是否处于距离分辨率阈值范围内，若是，则判断该距离分辨率所对应的网格点满足条件，获得同时满足方位分辨率和距离分辨率的多个网格点；

29、步骤c’：判断同时满足方位分辨率和距离分辨率的多个网格点中的地面反射系数是否处于地面反射系数阈值范围内，若是，则判断该地面反射系数所对应的网格点满足条件，获得同时满足距离分辨率、方位分辨率和地面反射系数的多个网格点。

30、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

31、本发明提供的合成孔径雷达探测区域的选取方法，能够在合成孔径雷达实际图像探测之前对所需探测区域内的各个网格点的距离分辨率、方位分辨率、地面反射系数进行预先计算，获得能够反映合成孔径雷达探测能力的二维分析图以及满足条件的网格点对应的距离分辨率、方位分辨率、地面反射系数、坐标、载体的飞行参数和离轴角的参数表，从而能够更好地指导合成孔径雷达对探测区域的选取。

32、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求2所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，根据天线到网格点的实际发射增益矩阵、天线到网格点的实际接收增益矩阵、斜视角矩阵、斜距矩阵、雷达的系统损耗和平均功率进行雷达方程的计算，得到网格点在不同距离分辨率下的地面反射系数矩阵。

3.根据权利要求2所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，所述系统损耗包括波形损耗和传输损耗。

4.根据权利要求2所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，所述网格点在不同分辨率下的地面反射系数矩阵采用如下公式：

5.根据权利要求1所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，根据雷达的带宽、载体的高度和斜距矩阵，得到网格点的距离分辨率矩阵。

6.根据权利要求5所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，距离分辨率矩阵dr采用如下公式：

7.根据权利要求1所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，根据载体的和速度、波长、合成孔径时间、斜视角矩阵和斜距矩阵，得到网格点的方位分辨率矩阵。

8.根据权利要求7所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，方位分辨率矩阵da采用如下公式：

9.根据权利要求1所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，根据距离分辨率的阈值范围、方位分辨率的阈值范围和地面反射系数的阈值范围分别对网格点的距离分辨率矩阵中的距离分辨率、方位分辨率矩阵中的方位分辨率和地面反射系数矩阵中的地面反射系数进行筛选包括如下步骤：

10.根据权利要求1所述的合成孔径雷达探测区域的选取方法，其特征在于，根据距离分辨率的阈值范围、方位分辨率的阈值范围和地面反射系数的阈值范围分别对网格点的距离分辨率矩阵中的距离分辨率、方位分辨率矩阵中的方位分辨率和地面反射系数矩阵中的地面反射系数进行筛选包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种合成孔径雷达探测区域的选取方法，属于合成孔径雷达探测技术领域，解决了现有技术中合成孔径雷达进行探测和图像采集是随机的导致所采集的图像可能无法满足要求的问题。该方法包括合成孔径雷达的雷达控制器发送探测区域预测指令；计算网格点在不同距离分辨率下的地面反射系数矩阵、距离分辨率矩阵和方位分辨率矩阵；根据阈值范围对距离分辨率、方位分辨率和地面反射系数进行筛选，获得同时满足的距离分辨率、方位分辨率和地面反射系数的多个满足条件的网格点进行图形化显示，得到二维分析图并生成参数表；合成孔径雷达的雷达控制器接收参数表并进行图像探测。该方法可用于合成孔径雷达探测区域的选取。

技术研发人员：王欢,雷登峰,田依欣
受保护的技术使用者：北京华航无线电测量研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14