星载SAR椭圆轨道全零多普勒导引方法研究

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1、Vo1．20NO．4航天器工程第2O卷第4期50SPACECRAFTENGINEERING2011年7月星载SAR椭圆轨道全零多普勒导引方法研究姚玉林陆书宁(1中国空间技术研究院，北京100081)(2中国资源卫星应用中心，北京100094)摘要多普勒中心频率在星栽合成孔径雷达(SAR)成像中，直接影响方位向的模糊度及图像的定位精度。全零多普勒导引方法通过调整偏航角和俯仰角，使多普勒中心频率为零，但现有方法都导致残余多普勒中心频率较大。文章利用椭圆轨道下多普勒中心频率的表达式，将多普勒中心频率分为仅与俯仰角相关部分，以及与俯仰角和偏航角都相关的部分，令两部分分别等于零，首先求得俯仰

2、角，再利用俯仰角得到偏航角，从而有效地减小了残余多普勒中心频率。利用德国“陆地合成孔径雷达一x”(TerraSAR-x)卫星参数进行仿真，结果表明：使用文章提出的方法，残余多普勒中心频率约为0．03Hz，远小于采用瞬时圆轨道全零多普勒导引。方法的25Hz，从而证明了该方法的有效性。关键词卫星；合成孔径雷达；椭圆轨道；全零多普勒导引多普勒中心频率中图分类号：TN95文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2O11．04．006文章编号：1673-8748(2011)04—0050—04StudyonSARTotalZeroDopplerSteering

3、MethodBasedonEllipticOrbitYAOYulin’LUShuning(1ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100081，China)(2ChinaCentreforResourceSatelliteDataandApplication，Beijing100094，China)Abstract：Dopplercentroidfrequencyinfluencestheazimuthambiguitiesandthelocationaccuracydirectly．TotalzeroDopplersteeringmethodi

4、susedtoreducetheDopplercentroidfrequencyto0Hzbyadjustingtheyawandpitch，butresidualDopplercentroidfrequencystillexists．Inthepaper，theDopplercentroidfrequencyexpressionbasedonellipticalorbitisderivedanalytically．TheDopplercentroidfrequencyisdividedintotwoparts：onepartisrelatedtoonlypitch，andtheo

5、therpartisrelatedtobothyawandpitch．Assumethetwopartsarebothequaltozero．Thepitchangleiscalculatedfirstly，andthentheyawangleisconcluded．TheresidualDopplereen-troidfrequencyisalmostOHz．TheTerraSAR-Xsatelliteparametersareusedinthesimulation．ThesimulationresultsindicatethattheresidualDopplercentroi

6、dfrequencyisabout0．03Hz，whichismuchsmallerthanthatoftheinstantaneouscircularorbittotalzeroDopplersteering，SOthenewmethodcompletestotalzeroDopplersteeringeffectively．Keywords：satellite；syntheticapertureradar；ellipticorbit；totalzeroDopplersteering；Dopplercentroidfrequency收稿日期：2011-0221；修回日期：2011

7、-06—03作者简介：姚玉林(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为合成孔径雷达成像处理。第4期姚玉林等：星载SAR椭圆轨道全零多普勒导引方法研究一arcc。s(1-t再-ecosf)(2)1引言式中：e为偏t2,率。多普勒中心频率是星载合成孔径雷达(SAR)工由于偏航角仍采用圆轨道的推导结果，因此多普作时决定雷达方位向性能的重要参数之一，直接影响勒中心频率仍有一定的残余。根据TerraSAR—X参雷达方位向分辨率及图像的定位精度[。多普勒中数获得的仿真结果，残余多