一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载SAR同步方法

本发明涉及一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，特别涉及一种基于直达波双向对传、时间相位比对和多链路联合解算的分布式无人机载sar的同步方法，属于机载分布式sar同步。

背景技术：

1、分布式无人机载合成孔径雷达(distributed unmanned aerial vehiclesynthetic aperture radar,uav di-sar)是一种在单基地sar的基础上发展出的sar系统。每个平台均挂载一部具有收发能力的雷达，每部雷达均向观测场景中发射正交信号，所有雷达都接收场景反射的回波信号，相当于一个阵元彼此分离的mimo-sar，因此其既能实现层析维高分辨率，又可以实现高时效性。近年来，随着无人机平台技术的发展，多旋翼无人机的负载能力、续航能力以及飞行航迹控制能力不断提升；随着微电子等技术的发展，sar系统逐渐小型化，具备了将sar系统挂载到无人机平台上的条件。无人机载sar与星载sar、有人机载sar相比，具有成本低、无人员安全风险、起降方便以及机动灵活等优点，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是：克服已有技术的不足，提出一种基于直达波信息的分布式无人机载sar联合同步方法，该方法能够解决分布式无人机载sar同步问题，该方法为一种适用于π模糊解算和低信噪比下同步误差解算的解决方案。为了解决π模糊问题，基于一般双基地sar同步算法中同步信息提取的框架，采用峰值时间和相位信息联合比对方法，以适应双向链路同步法引入的π模糊问题；再提出多同步链路联合时间、相位解算方法，以适应较低信噪比环境下的同步信息提取。所提方法旨在提供一种适用π模糊解算和低信噪比下同步误差解算的解决方案，可以应用于分布式sar的同步领域。

2、本发明的技术解决方案是：

3、一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，该方法的步骤包括：

4、步骤一、系统误差标定

5、对分布式无人机载sar系统进行地面系统误差标定，得到标定后的时不变发射、接收链路时间、相位误差值；

6、步骤二、π模糊解算

7、对分布式无人机载sar系统飞行采集的数据提取直达波峰值时间与相位，并进行π模糊解算，得到相位误差估计值的π模糊值；

8、步骤三、多站同步误差联合解算

9、对步骤二中得到的多组链路的直达波峰值时间与相位进行时间、相位误差联合解算，得到多组链路需要补偿的时间、相位误差；

10、步骤四、同步误差补偿

11、对步骤二中分布式无人机载sar系统飞行采集的数据分别补偿步骤一中得到的标定后的时不变发射、接收链路时间、相位误差值，步骤二中得到的相位误差估计值的π模糊值和步骤三中得到的多组链路需要补偿的时间、相位误差，得到联合同步后的sar回波。

12、有益效果

13、本发明针对分布式无人机载sar同步中双向链路同步导致的π模糊问题和多组链路的线性关系对于改善同步精度的可能性，提出了一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法。该方法通过时间相位比对，解算得到相位误差的π模糊值，并构建了多组同步链路的误差线性模型，并基于最小二乘方法，完成了多组同步链路的时间、相位同步误差联合解算。本发明预计可有效实现分布式无人机载sar同步处理，为获取高分辨分布式无人机载三维目标观测图像提供帮助。

技术特征：

1.一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，其特征在于，步骤一中，以站i为例，其发射链路延迟di,t与接收链路延迟di,r和为：

3.如权利要求1一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，其特征在于，步骤二中，经过相位同步后，站i发射并被站j接收的信号相位与站j发射并被站i接收的信号相位模型均为：

4.如权利要求1一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，其特征在于，步骤二中，当起始时刻为0时，补偿时间误差后回波脉压峰值时间为：

5.如权利要求1一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，其特征在于，步骤三中，所述时间误差的联合解算方法为：

6.如权利要求1一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载sar同步方法，其特征在于，步骤三中，所述相位误差的联合解算方法为：

技术总结
本发明公开了一种多直达波时间相位联合的分布式无人机载SAR同步方法，能够解决双向链路同步方案下的π模糊问题和低信噪比下同步链路联合解算，在传统双基地SAR同步算法框架下采用峰值时间和相位信息联合比对方法，以适应双向链路同步法引入的π模糊问题，再提出多同步链路联合时间、相位解算方法，以适应较低信噪比环境下的同步信息提取，实现UAV Di‑SAR回波的良好聚焦，得到质量较高的图像。

技术研发人员：丁泽刚,李凌豪,严俊杰,王震,孙宇,马鑫农
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17