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一種星載微波散射計外定標方法
【專利摘要】本發明公開了一種星載微波散射計外定標方法，針對星載微波散射計需要大散射截面積定標目標問題，步驟如下：1、根據衛星的軌道參數計算衛星的過頂時間及有源定標器的天線指向，并將有源定標的天線指向調整到指定位置；2衛星到達前，對有源定標進行自校準得到轉發通道及接收通道的增益；3、利用轉發通道的增益計算后向散射系數；4、星載微波散射計計算有源定標器的后向散射系數；5、通過步驟（3）和（4）計算的后向散射系數得到最終的修正值。本發明實現了大散射截面（能達到100dBm2）、高精度的有源定標器。
【專利說明】一種星載微波散射計外定標方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微波遙感【技術領域】，特別是涉及一種星載微波散射計外定標方法。
【背景技術】
[0002]定標技術是微波散射計系統設計中的一項關鍵技術。定標分為內定標與外定標，內定標主要是消除收發系統中各種參數變化帶來的影響，提高后向散射系數測量的精度，它是提高后向散射系數測量精度的關鍵。外定標是消除雷達方程中還沒有考慮進去的一些難以估計，又難以測試的參數的影響(如大氣損耗等)，達到定量測量的目的。同時外定標也可以實現對雷達天線方向圖及一些參數的在軌測量。
[0003]到目前為止，星載微波散射計外定標的實現方法主要有:定標地面站(有源定標器)、海洋目標、陸地目標(亞馬遜熱帶雨林)、星星交叉定標。其中除了 1978年6月發射的SASS散射計沒有采用有源定標器進行在軌外定標外，其余的散射計NSCAT、ASCAT及Seawinds散射計均運用了有源定標器技術實現了在軌的外定標。有源定標器技術是實現微波散射計在軌外定標的重要實現途徑。
[0004]針對NSCAT散射計研制的有源定標器具有兩種工作模式，即接收模式和發射模式，有源定標器主要由Ku波段的發射機和接收機組成，發射機和接收機共用一個天線，并有專用的計算系統控制模式的轉換。當衛星飛過時，有源定標器在接收模式下接收星載微波散射計發射的信號，在發射模式下，發射已知的信號到星載微波散射計。
[0005]針對ASCAT散射計研制的有源定標器是一種具有高精度已知散射截面積的點目標，有源定標器接收到來自ASCAT散射計的發射信號后進行延時后，再把信號轉發回星上。由于有源定標器采用的延時轉發的方法(接收和發射不同時)，有源定標器采用一個天線的結構形式。
[0006]Seawinds微波散射計研制的是只具有接收功能的被動點目標有源定標器。主要用于測量散射計的基本參數。
[0007]星載微波散射計的地面分辨單元較大，在外定標中，需要為星載微波散射計提供高散射截面積的點目標，一般要求外定標目標的散射截面積達到IOOdBm2以上。采用同時接收與轉發的工作方式難度較大，因此目前的星載微波散射計有源定標器主要采用的是以下兩種方式:
[0008]主動有源定標器接收來自散射計的信號并發射信號(已知信號或延時放大后的信號)到散射計，被動有源定標器主要是接收散射計的發射信號并進行數據存儲，通過后續的處理軟件，從存儲的數據中獲取散射計發射信號的相關參數。
[0009]以上的外定標方法主要不足為:其中針對NSCAT與ASCAT外定標設計方法，需要星載散射計結合有源定標器的設計進行相關的模式設計。針對Seawinds外定標設計的有源定標器為被動有源定標器的設計，主要用于測量散射計的基本參數，無法為星載微波散射計提供絕對的后向散射截面積。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于:克服現有技術的上述不足，提供一種星載微波散射計外定標方法，本方法采用同時收發的有源定標器完成外定標過程，實現了大散射截面(能達到IOOdBm2 )、高精度的有源定標器。
[0011]本發明技術解決方案:
[0012]一種星載微波散射計外定標方法包括步驟如下:
[0013](I)根據衛星的軌道參數計算衛星的過頂時間及有源定標器的天線指向，并將有源定標器的天線指向調整到指定位置；
[0014](2)對有源定標器的接收通道和轉發通道進行自校準，自校準分為3個支路進行，分別定義為校準支路1、2和3 ;所述的3個校準支路校準方法如下:
[0015](a)利用支路I對接收通道進行校準，校準的定標信號依次經過接收通道前端和接收通道后端，最終進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信號輸入功率的比值完成對接收通道增益的校準；
[0016]接收通道增益(^為:
[0017]
【權利要求】
1.一種星載微波散射計外定標方法，其特征在于包括步驟如下: (1)根據衛星的軌道參數計算衛星的過頂時間及有源定標器的天線指向，并將有源定標器的天線指向調整到指定位置； (2)對有源定標器的接收通道和轉發通道進行自校準，自校準分為3個支路進行，分別定義為校準支路1、2和3 ;所述的3個校準支路校準方法如下: Ca)利用支路I對接收通道進行校準，校準的定標信號依次經過接收通道前端和接收通道后端，最終進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信號輸入功率的比值完成對接收通道增益的校準； 接收通道增益Gm為:
2.根據權利要求1所述的一種星載微波散射計外定標方法，其特征在于:所述的定標信號與接收通道前端和接收通道后端通過選擇開關連接，并通過選擇開關選擇接通校準支路1、校準支路2或校準支路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 優先權日:2013年11月29日
【發明者】呂愛玲, 段崇棣, 金阿鑫, 王小寧, 薛強, 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研究所