三星编队干涉SAR测高的星间相位同步链路设计

发布时间：2019-10-09 21:53

【摘要】：对于三星编队干涉合成孔径雷达(SAR)地形测高,文中利用精确的Hill方程对卫星相对轨道和星间基线进行定量分析。首先,根据沿航向基线和垂直航向基线的约束确定三星编队,并同时干涉测高的工作区间;然后,根据喇叭波束宽度和三星的相对位置关系,正确切换相位同步喇叭,建立主星和两颗副星间相位同步链路,以获取两颗副星SAR成像所需的相位同步信息。其结论可为多星编队干涉SAR系统设计提供有益参考。
【图文】：

卫星速度方向的半长轴是垂直于速度方向半短轴的2倍;另外，相对运动在垂直于轨道的平面内(Z轴)做独立的正弦运动;相对运动的周期等于卫星的轨道周期;而当鐖k=φk(k=1，，2，3为伴随卫星的编号)时，相对运动轨迹在XOZ平面内为一条直线，且与Z轴的夹角(也即星下点水平面的夹角)cotα=zx=CA，因此，相对轨道还可做进一步的简化x=Asin(ωt+鐖)y=2Acos(ωt+鐖)+Bz=Acotαsin(ωt+鐖){(5)如果A=500m，B=0，α=36．9°，鐖分别取0°、120°和240°，可以得到三颗卫星编队的相对运动轨道如图1a)所示;图1b)为相对运动轨道在XOY平面的投影，该投影是长轴为短轴2倍的椭圆;图1c)为相对运动轨道在XOZ平面的投影，该投影为与Z轴成固定夹角的直线。图1三颗卫星编队相对运动轨道这里为简化下文的阐述，我们取α=36．9°与天线标称下视角相等，这样天线阵面就与相对运动轨道面平行，也与用于相位同步的宽波束喇叭天线主轴相平行;如果α=36．9°与天线标称下视角不相等，天线阵面就会与相对运动轨道面形成一定的夹角而不平行，但宽波束喇叭天线主轴仍需要平行于相对运动轨道面，这样，喇叭天线主轴就不与天线阵面平行，而要增加一—19—·总体工程·武楠，等:三星编队干涉SAＲ测高的星间相位同步链路设计2017，39(2)

?2编队基线关系根据式(5)，可以求解每两颗卫星之间的瞬时基线分量。Bm_nx=|Asin(ωt+鐖m)－Asin(ωt+鐖m)|Bm_ny=|2Acos(ωt+鐖m)－2Acos(ωt+鐖n)|m，n=1，2，3Bm_nz=|Acosβsin(ωt+鐖m)－Acosβsin(ωt+鐖n)|{(6)则沿航向基线为Bm_nalong=Bm_ny(7)垂直航向基线为Bm_ncross=(Bm_nx)2+(Bm_nz)i

本文编号：2546979