一种交替双基地模式下回波域的相位同步方法及系统与流程

本发明属于空间微波雷达设计，尤其涉及一种交替双基地模式下回波域的相位同步方法及系统。

背景技术：

1、星载双基地sar近年来发展十分迅速，由于双基地sar系统中频率源的分离，发射和接收振荡器之间的相对频率偏差和相位噪声不能像在单站sar中那样被消除，这将在双站回波的方位角慢时间中引入相位误差。未补偿的相位误差不仅可能导致双站sar聚焦失真，还可能导致干涉相位误差，这又可能导致dem沿方位方向的低频调制，从而降低干涉sar高度测量性能。

2、近年来，已经发表了一些关于干涉sar中相位参考的研究。首先提出使用具有超稳定本地振荡器信号的连续双工卫星链路进行振荡器漂移补偿。随后，又提出了脉冲交替同步方法，该方法通过卫星上的雷达脉冲相互交换和地面上的相位同步处理来提取载波之间的相位误差。脉冲交替同步方法的缺点是它需要专用的卫星间同步链路，并且必须周期性地中断标称双基地sar数据采集过程。为了解决这个问题，还提出了基于交替双基地模式的回波域相位同步算法，该算法利用采集的双基地回波实现相位同步，而无需任何卫星间链路或地面控制点信息。然而该方法并未进一步讨论相位同步处理和补偿方法，交替双基地回波采集过程中地形起伏变化导致的方位空变进而引入相位误差的问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种交替双基地模式下回波域的相位同步方法及系统，实现了双基地sar相位同步。

2、本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种交替双基地模式下回波域的相位同步方法，包括：对a星回波和b星回波进行子孔径划分，得到第一子孔径回波信号和第二子孔径回波信号；对第一子孔径回波信号和第二子孔径回波信号分别进行距离向脉冲压缩处理得到第一距离向脉冲压缩信号和第二距离向脉冲压缩信号；取第一距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息，取第二距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息；对第一距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息进行插值处理得到连续脉冲重复周期的a星的相位结果；对第二距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息进行插值处理得到连续脉冲重复周期的b星的相位结果；根据连续脉冲重复周期的a星的相位结果和连续脉冲重复周期的b星的相位结果得到相位畸变，对相位畸变进行方位向空变预补偿得到预补偿结果；根据预补偿结果进行双基地相位同步方法，完成交替双基地模式下回波域的相位同步。

3、上述交替双基地模式下回波域的相位同步方法中，第一子孔径回波信号通过如下公式得到：

4、s11(t,t2m)＝exp(jkπt2)*m11(t2m)；

5、m11(t2m)＝∑σ(τ,t2m)exp(-2jfτa)δ(t-τ)；

6、其中，s11(t,t2m)为第一子孔径回波信号，m11(t2m)是t2m时刻a星发射a星接收时的场景调制信息(sms)，t2m为第一时刻，σ(τ,t2m)是方位向t2m时刻不同距离向的rcs分布，τ是地面散射点到a星和b星的距离，f为载波频率，τa为地面散射点到a星的距离。

7、上述交替双基地模式下回波域的相位同步方法中，第二子孔径回波信号通过如下公式得到：

8、s22(t,t2m+1)＝exp(jkπt2)*m22(t2m+1)；

9、m22(t2m+1)＝∑σ(τ,t2m+1)exp(-2jfτb)δ(t-τ)

10、其中，s22(t,t2m+1)为第二子孔径回波信号，t2m+1为第二时刻，k为调频斜率，m22(t2m+1)是t2m时刻b星发射b星接收时的场景调制信息(sms)，σ(τ,t2m+1)是方位向t2m+1时刻不同距离向的rcs分布。

11、上述交替双基地模式下回波域的相位同步方法中，第一距离向脉冲压缩信号通过如下公式得到：

12、c11(t,t2m)＝sinc(πbt)*m11(t2m)；

13、其中，c11(t,t2m)为第一距离向脉冲压缩信号，m11(t2m)是t2m时刻a星发射a星接收时的场景调制信息(sms)，b为信号带宽，t2m为第一时刻，t为快时间域时间。

14、上述交替双基地模式下回波域的相位同步方法中，第二距离向脉冲压缩信号通过如下公式得到：

15、c22(t,t2m+1)＝sinc(πbt)*m22(t2m+1)；

16、其中，c22(t,t2m+1)为第二距离向脉冲压缩信号，m22(t2m+1)是t2m时刻b星发射b星接收时的场景调制信息(sms)，b为信号带宽，t2m+1为第二时刻，t为快时间域时间。

17、上述交替双基地模式下回波域的相位同步方法中，相位畸变通过如下公式得到：

18、

19、其中，c12(τ,t2m)为a星发射b星接收回波的脉冲压缩结果，c21(τ,t2m+1)为b星发射a星接收回波的脉冲压缩结果，τ是地面散射点到a星和b星的距离，f为载波频率，t2m为第一时刻，t2m+1为第二时刻，为a星初始相位，为b星初始相位，δf12为a星与b星的频差，为2m时刻a星自发自收回波时延，为2m时刻b星自发自收回波时延，为2m+1时刻a星自发自收回波时延，为2m+1时刻b星自发自收回波时延。

20、上述交替双基地模式下回波域的相位同步方法中，双基地相位同步方法通过如下公式得到：

21、

22、其中，c12(τ,t2m)为a星发射b星接收回波的脉冲压缩结果，c21(τ,t2m+1)为b星发射a星接收回波的脉冲压缩结果，τ是地面散射点到a星和b星的距离，f为载波频率，t2m为第一时刻，t2m+1为第二时刻，为a星初始相位，为b星初始相位，δf12为a星与b星的频差，为2m时刻a星自发自收回波时延，为2m时刻b星自发自收回波时延，为2m+1时刻a星自发自收回波时延，为2m+1时刻b星自发自收回波时延。

23、一种交替双基地模式下回波域的相位同步系统，包括：第一模块，用于对a星回波和b星回波进行子孔径划分，得到第一子孔径回波信号和第二子孔径回波信号；第二模块，用于对第一子孔径回波信号和第二子孔径回波信号分别进行距离向脉冲压缩处理得到第一距离向脉冲压缩信号和第二距离向脉冲压缩信号；第三模块，用于取第一距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息，取第二距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息；第四模块，用于对第一距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息进行插值处理得到连续脉冲重复周期的a星的相位结果；对第二距离向脉冲压缩信号中峰值位置的相位信息进行插值处理得到连续脉冲重复周期的b星的相位结果；第五模块，用于根据连续脉冲重复周期的a星的相位结果和连续脉冲重复周期的b星的相位结果得到相位畸变，对相位畸变进行方位向空变预补偿得到预补偿结果；第六模块，用于根据预补偿结果进行双基地相位同步方法，完成交替双基地模式下回波域的相位同步。

24、上述交替双基地模式下回波域的相位同步系统中，第一子孔径回波信号通过如下公式得到：

25、s11(t,t2m)＝exp(jkπt2)*m11(t2m)；

26、m11(t2m)＝∑σ(τ,t2m)exp(-2jfτa)δ(t-τ)；

27、其中，s11(t,t2m)为第一子孔径回波信号，m11(t2m)是t2m时刻a星发射a星接收时的场景调制信息(sms)，t2m为第一时刻，σ(τ,t2m)是方位向t2m时刻不同距离向的rcs分布，τ是地面散射点到a星和b星的距离，f为载波频率，τa为地面散射点到a星的距离，δ是冲激响应。

28、一种电子设备，包括：存储器：用于存储计算机可读指令；以及处理器：用于运行所述计算机可读指令，执行交替双基地模式下回波域的相位同步方法。

29、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

30、本发明采用双基地交叉发射信号的模式，通过子孔径相位信息的提取，基于双基地回波域信息联合处理的方法实现双基地sar相位同步，仿真实验验证了理论分析的正确性及方法的有效性，为该方法提供了理论支撑。