分布式小卫星系统误差估计与补偿方法研究

摘要

90年代中期人们提出了一种新的天基雷达体制,即利用编队飞行的多颗小卫星构成超稀疏雷达阵列(也称之为星座或分布式小卫星雷达阵列).本论文针对分布式小卫星雷达阵列中不可避免存在的位置误差和幅相误差,对分布式小卫星阵列的系统误差估计与补偿方法作了一些研究.在简单介绍已有的几种阵列误差估计方法的基础上,针对沿航向分布的线阵的编队构形,提出了一种基于地面角反射体的位置误差和幅相误差估计的新方法.该方法可直接获得导向矢量的闭式估计,并且该方法可适用于阵列远场、近场接收信号模型.在此基础上对空间三维分布的卫星阵列的误差估计方法进行了研究,提出了一种基于地面特显点的分布式小卫星空间位置误差和幅相误差的估计与补偿新方法.这种方法没有迭代求解过程,避免了搜索带来的局部最优问题,仅需对回波数据做一次方位傅立叶变换,运算量大大降低,且估计精度较高,具有一定的实际应用意义.最后,本论文又提出了一种新的结合方向图置零方法的分布式小卫星无模糊成像算法,这种算法的计算量相对较小,且性能损失不大,有望得到实际应用.

目录

文摘

英文文摘

创新性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2误差估计与补偿的研究现状

1.3本文主要内容

第二章阵列误差校正方法

2.1自校正方法

2.1.1误差模型

2.1.2几种自校正方法

2.2有源校正方法

2.2.1信号模型及问题描述

2.2.2阵列参数的求取

2.3本章小结

第三章分布式小卫星雷达阵列的基本特点和信号模型

3.1分布式小卫星阵列的特点

3.1.1分布式小卫星阵列的优势

3.1.2分布式小卫星阵列存在的主要问题

3.2分布式小卫星阵列的回波信号模型

3.3地面固定场景的回波方位谱

3.4本章小结

第四章沿航向误差和阵元幅相误差校正方法

4.1问题分析与回波数据模型

4.2运动稀疏阵列的校正方法

4.3仿真实验结果

4.4本章小结

第五章分布式小卫星雷达系统误差校正方法

5.1超大稀疏阵列的误差估计方法

5.1.1沿航向基线误差估计

5.1.2垂直基线误差和幅相误差估计

5.1.3仿真实验

5.2分布式小卫星阵列成像方法

5.2.1去模糊成像方法

5.2.2仿真实验

5.3本章小结

结束语

致谢

参考文献

在读期间的研究成果