一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法，針對星載微波散射計(jì)需要大散射截面積定標(biāo)目標(biāo)問題，步驟如下：1、根據(jù)衛(wèi)星的軌道參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的過頂時間及有源定標(biāo)器的天線指向，并將有源定標(biāo)的天線指向調(diào)整到指定位置；2衛(wèi)星到達(dá)前，對有源定標(biāo)進(jìn)行自校準(zhǔn)得到轉(zhuǎn)發(fā)通道及接收通道的增益；3、利用轉(zhuǎn)發(fā)通道的增益計(jì)算后向散射系數(shù)；4、星載微波散射計(jì)計(jì)算有源定標(biāo)器的后向散射系數(shù)；5、通過步驟（3）和（4）計(jì)算的后向散射系數(shù)得到最終的修正值。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了大散射截面（能達(dá)到100dBm2）、高精度的有源定標(biāo)器。
【專利說明】一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波遙感【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]定標(biāo)技術(shù)是微波散射計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。定標(biāo)分為內(nèi)定標(biāo)與外定標(biāo)，內(nèi)定標(biāo)主要是消除收發(fā)系統(tǒng)中各種參數(shù)變化帶來的影響，提高后向散射系數(shù)測量的精度，它是提高后向散射系數(shù)測量精度的關(guān)鍵。外定標(biāo)是消除雷達(dá)方程中還沒有考慮進(jìn)去的一些難以估計(jì)，又難以測試的參數(shù)的影響(如大氣損耗等)，達(dá)到定量測量的目的。同時外定標(biāo)也可以實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)天線方向圖及一些參數(shù)的在軌測量。
[0003]到目前為止，星載微波散射計(jì)外定標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法主要有:定標(biāo)地面站(有源定標(biāo)器)、海洋目標(biāo)、陸地目標(biāo)(亞馬遜熱帶雨林)、星星交叉定標(biāo)。其中除了 1978年6月發(fā)射的SASS散射計(jì)沒有采用有源定標(biāo)器進(jìn)行在軌外定標(biāo)外，其余的散射計(jì)NSCAT、ASCAT及Seawinds散射計(jì)均運(yùn)用了有源定標(biāo)器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在軌的外定標(biāo)。有源定標(biāo)器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)微波散射計(jì)在軌外定標(biāo)的重要實(shí)現(xiàn)途徑。
[0004]針對NSCAT散射計(jì)研制的有源定標(biāo)器具有兩種工作模式，即接收模式和發(fā)射模式，有源定標(biāo)器主要由Ku波段的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)共用一個天線，并有專用的計(jì)算系統(tǒng)控制模式的轉(zhuǎn)換。當(dāng)衛(wèi)星飛過時，有源定標(biāo)器在接收模式下接收星載微波散射計(jì)發(fā)射的信號，在發(fā)射模式下，發(fā)射已知的信號到星載微波散射計(jì)。
[0005]針對ASCAT散射計(jì)研制的有源定標(biāo)器是一種具有高精度已知散射截面積的點(diǎn)目標(biāo)，有源定標(biāo)器接收到來自ASCAT散射計(jì)的發(fā)射信號后進(jìn)行延時后，再把信號轉(zhuǎn)發(fā)回星上。由于有源定標(biāo)器采用的延時轉(zhuǎn)發(fā)的方法(接收和發(fā)射不同時)，有源定標(biāo)器采用一個天線的結(jié)構(gòu)形式。
[0006]Seawinds微波散射計(jì)研制的是只具有接收功能的被動點(diǎn)目標(biāo)有源定標(biāo)器。主要用于測量散射計(jì)的基本參數(shù)。
[0007]星載微波散射計(jì)的地面分辨單元較大，在外定標(biāo)中，需要為星載微波散射計(jì)提供高散射截面積的點(diǎn)目標(biāo)，一般要求外定標(biāo)目標(biāo)的散射截面積達(dá)到IOOdBm2以上。采用同時接收與轉(zhuǎn)發(fā)的工作方式難度較大，因此目前的星載微波散射計(jì)有源定標(biāo)器主要采用的是以下兩種方式:
[0008]主動有源定標(biāo)器接收來自散射計(jì)的信號并發(fā)射信號(已知信號或延時放大后的信號)到散射計(jì)，被動有源定標(biāo)器主要是接收散射計(jì)的發(fā)射信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，通過后續(xù)的處理軟件，從存儲的數(shù)據(jù)中獲取散射計(jì)發(fā)射信號的相關(guān)參數(shù)。
[0009]以上的外定標(biāo)方法主要不足為:其中針對NSCAT與ASCAT外定標(biāo)設(shè)計(jì)方法，需要星載散射計(jì)結(jié)合有源定標(biāo)器的設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)的模式設(shè)計(jì)。針對Seawinds外定標(biāo)設(shè)計(jì)的有源定標(biāo)器為被動有源定標(biāo)器的設(shè)計(jì)，主要用于測量散射計(jì)的基本參數(shù)，無法為星載微波散射計(jì)提供絕對的后向散射截面積。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的在于:克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法，本方法采用同時收發(fā)的有源定標(biāo)器完成外定標(biāo)過程，實(shí)現(xiàn)了大散射截面(能達(dá)到IOOdBm2 )、高精度的有源定標(biāo)器。
[0011]本發(fā)明技術(shù)解決方案:
[0012]一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法包括步驟如下:
[0013](I)根據(jù)衛(wèi)星的軌道參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的過頂時間及有源定標(biāo)器的天線指向，并將有源定標(biāo)器的天線指向調(diào)整到指定位置；
[0014](2)對有源定標(biāo)器的接收通道和轉(zhuǎn)發(fā)通道進(jìn)行自校準(zhǔn)，自校準(zhǔn)分為3個支路進(jìn)行，分別定義為校準(zhǔn)支路1、2和3 ;所述的3個校準(zhǔn)支路校準(zhǔn)方法如下:
[0015](a)利用支路I對接收通道進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)的定標(biāo)信號依次經(jīng)過接收通道前端和接收通道后端，最終進(jìn)入處理器得到接收通道的輸出功率，然后利用接收通道得到的功率與定標(biāo)信號輸入功率的比值完成對接收通道增益的校準(zhǔn)；
[0016]接收通道增益(^為:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法，其特征在于包括步驟如下: (1)根據(jù)衛(wèi)星的軌道參數(shù)計(jì)算衛(wèi)星的過頂時間及有源定標(biāo)器的天線指向，并將有源定標(biāo)器的天線指向調(diào)整到指定位置； (2)對有源定標(biāo)器的接收通道和轉(zhuǎn)發(fā)通道進(jìn)行自校準(zhǔn)，自校準(zhǔn)分為3個支路進(jìn)行，分別定義為校準(zhǔn)支路1、2和3 ;所述的3個校準(zhǔn)支路校準(zhǔn)方法如下: Ca)利用支路I對接收通道進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)的定標(biāo)信號依次經(jīng)過接收通道前端和接收通道后端，最終進(jìn)入處理器得到接收通道的輸出功率，然后利用接收通道得到的功率與定標(biāo)信號輸入功率的比值完成對接收通道增益的校準(zhǔn)； 接收通道增益Gm為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載微波散射計(jì)外定標(biāo)方法，其特征在于:所述的定標(biāo)信號與接收通道前端和接收通道后端通過選擇開關(guān)連接，并通過選擇開關(guān)選擇接通校準(zhǔn)支路1、校準(zhǔn)支路2或校準(zhǔn)支路3。
【文檔編號】G01S7/40GK103675774SQ201310638139
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】呂愛玲, 段崇棣, 金阿鑫, 王小寧, 薛強(qiáng), 賈建超, 賀榮榮, 歐祥榮, 劉麗霞, 陳文新, 李 浩, 譚小敏 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所
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