合成孔径雷达卫星地基侦察建模与仿真

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1、第２８卷第５期航天电子对抗２３欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟合成孔径雷达卫星地基侦察建模与仿真１１２刘鑫，叶伟，王鹏（１．装备学院，北京１０１４１６；２．总装备部南京军代局，江苏南京２１００２４）摘要：对合成孔径雷达（ＳＡＲ）卫星的侦察可以为合成孔径雷达电子战提供有力的支援。在地基侦收站跟踪侦察ＳＡＲ卫星的背景下，建立了ＳＡＲ卫星地基侦察模型，该模型利用真实卫星的天线参数及轨道参数，在空间几何模型基础上，获得不同工作模式下方位向的天线增益，并采用插值算法进行处理获得距离向天线增益，通过

2、仿真分析ＳＡＲ卫星地基侦察信号，为ＳＡＲ卫星参数估计及工作模式识别等研究奠定了基础。关键词：合成孔径雷达卫星；空间几何模型；天线增益；插值算法中图分类号：ＴＮ９７４；ＴＮ９５９．７４文献标识码：ＡＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｂａｓｅｄｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅｏｆＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅ１，ＹｅＷｅｉ１，ＷａｎｇＰｅｎｇ２ＬｉｕＸｉｎ（１．ＴｈｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１４１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｈｅＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕＰｏｓｉｔｉｏｎｅｄｉｎＮａｎｊｉｎｇ

3、，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００２４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅｏｆＳＡＲ（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ）ｓａｔｅｌｌｉｔｅｃａｎｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｗａｒｏｆＳＡＲｓｔｒｏｎｇｌｙ．ＡｍｏｄｅｌｏｆｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅｕｎｄｅｒｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈａｔｔｈｅｇｒｏｕｎｄｂａｓｅｄｒｅｃｅｉｖｅｒｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄｒｅｃｏｎｎｏｉｔｅｒｉｎｇｔｈｅＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｒｅａｌａｎｔｅｎｎａｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｏｒ

4、ｂｉｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｃｅｎｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅａｎｔｅｎｎａｇａｉｎｉｎａｚｉｍｕｔｈｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｔｈｅａｎｔｅｎｎａｇａｉｎｉｎｒａｎｇｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．ＷｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅｓｉｇｎａｌｏｆＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅ，ｉｔｏｒｄｅｒｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｓｔｕｄｙｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒ

5、ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅｓｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅ；ｓｐａｃｅｇｅｏｍｅｔｒｙｍｏｄｅｌ；ａｎｔｅｎｎａｇａｉｎ；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ数估计及工作模式识别等工作提供参考。０引言１空间几何模型合成孔径雷达（ＳＡＲ）卫星具有全天时、全天候、高分辨率等优点，已被广泛应用于军事、民事等诸多领ＳＡＲ卫星侦察的空间几何模型是侦察模型建立域。因此，对ＳＡＲ卫星的侦察可以有效地支援合成孔的基础。空间几何模型主要包括侦察场景、地球模型、径雷达电子战，具有重要意义。目前对于ＳＡＲ卫星侦

6、ＳＡＲ轨道模型及坐标系转换，其建立流程如图１所察的研究多集中在参数估计这一领域，所建立的侦察示。通过建立空间几何模型，确定ＳＡＲ卫星和地面侦模型也较为简化，无法为参数估计及工作模式识别的收站之间的几何关系。研究提供有力支持。本文以地基侦收站跟踪侦察ＳＡＲ卫星为背景，以ＲａｄａｒＳａｔ２为目标进行仿真。首先给出了对ＳＡＲ卫星侦察的空间几何模型，在此基础上建立了ＳＡＲ卫星天线的增益模型，生成仿真信号并对其作进一步处理，得到信号的时频分布图，为后续参收稿日期：２０１２－０７－０７；２０１２－０８－２０修回。作者简介：刘鑫（１９８９－），女，硕士研究生，研究方向为

7、电子对抗。图１ＳＡＲ卫星空间几何模型建立流程２４航天电子对抗２０１２（５）１．１侦察场景天球赤道坐标系Ｅｏ，卫星轨道平面坐标系Ｅｖ，卫星平侦察接收机对进入其“视线”范围内的ＳＡＲ卫星台坐标系Ｅｒ，卫星星体坐标系Ｅｅ及天线坐标系Ｅａ。进行跟踪侦察，侦察主要针对ＳＡＲ卫星的天线旁瓣信仿真中不考虑卫星姿态误差，此时卫星平台坐标系与号，侦察天线始终对准ＳＡＲ。侦察场景如图２所示。卫星星体坐标系等价。各坐标系间的转换可通过旋转和平移两种变换来实现，转换关系如图３所示

8、，图中Ａ为不同坐标系间转换的过渡矩阵，均可逆。图３坐