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《国防科学技术大学》 2010年
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临近空间分布式InSAR系统技术研究

和志毅  
【摘要】: 临近空间分布式干涉合成孔径雷达(InSAR)测高系统是将飞艇编队和SAR技术相结合形成的新体制雷达系统,它通过多颗飞艇编队飞行、协同工作来完成测高任务。具有测高精度高、测绘带宽、驻留时间长和重访周期短等优点,正成为国内外关注的热点。本文瞄准这一前沿课题,系统地研究了新系统的测高原理、关键技术(基线测量、基线优化设计、时间相位同步误差、时间相位同步方法),以及系统总体参数分析与设计方法。 第二章从临近空间分布式InSAR系统的空间几何关系出发研究其干涉测高原理,推导出定位和高程反演方程。并以此方程为出发点,对InSAR的各级误差源和误差传递进行分析,给出传递模型。另外,还从收发信号时序、编队构形尺寸、基线测量、雷达同步、数据量等方面对临近空间分布式InSAR系统的三种工作模式进行了分析比较。 第三章研究基线测量误差和基线优化设计方法。基于第二章的基线误差传递模型,分析基线测量误差指标要求,借鉴星载InSAR的基线测量方法,将其应用到临近空间飞艇系统中,研究了两种基线测量方法:基于无线电的编队飞艇间相对状态测量方法和基于无线电和激光组合的飞艇间相对状态测量方法。将飞艇InSAR系统中最优基线的求取归结为一个约束条件下的优化问题,并提出逐级优化设计方法,实现了快速求解。 第四章研究时间和相位同步误差和同步方法。分析时间和频率同步误差对成像和干涉测高的影响。借鉴星载InSAR的时间和相位同步方法,将其应用到临近空间飞艇系统中,研究了双向频率传递相位同步方法和时间双向时间传递同步方法。 第五章研究系统总体参数分析与设计方法。给出单基线InSAR系统总体参数设计流程,最后以X波段单平台双天线InSAR和P波段编队飞艇双平台InSAR作为两个实例进行仿真验证,得到了两个概念系统总体参数方案。
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