星载SAR电离层探测及误差补偿

作     者：王成 赵海生 刘波 陈亮 肖鹏 刘露 刘敏 眭晓虹 郭午龙 WANG Cheng;ZHAO Haisheng;LIU Bo;CHEN Liang;XIAO Peng;LIU Lu;LIU Min;SUI Xianghong;GUO Wulong

作者机构：中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 

基　　金：国家自然科学基金(42074225,61871352) 电波环境特性及模化技术重点实验室基金(6142403200102) 航天科技集团公司自主研发基金(Y-KC-JT-00-026) 

出 版 物：《中国空间科学技术》 (Chinese Space Science and Technology)

年 卷 期：2022年第42卷第3期

页      码：114-123页

摘      要：工作于低频波段的星载合成孔径雷达(SAR)信号会受到电离层的显著影响,因此在系统设计时必须考虑相应的补偿方法。基于此,首先开展了适用于低频大宽带SAR模式的电离层影响评估研究,建立了基于勒让德展开的五阶误差分析模型,可有效解决传统模型各阶次耦合问题。其次,针对背景电离层色散问题,开展了基于双频自聚焦算法的补偿研究,利用ALOS PALSAR数据进行了半物理仿真验证,电离层反演精度优于0.4TECU,可有效提升图像聚焦质量;针对法拉第旋转角误差,利用ALOS PALSAR回波散射矩阵信息开展了补偿研究,结果显示,相比官网提供的补偿参数,误差可进一步降低27%。上述基于回波数据本身的补偿研究,可避免第三方数据精度差、分辨率低、需地面接收机、传播路径不一致等问题,同时降低了载荷成本。最后,结合SAR高分辨率特性,基于回波的电离层反演可有效提高现有电离层探测能力,开展了PALSAR-垂测仪联合反演电子密度研究,其结果比仅垂测仪数据精度普遍提高了30%以上。研究成果可为未来低频星载SAR的系统设计提供技术支撑。

主 题 词：合成孔径雷达 电离层 色散 闪烁 法拉第旋转角 误差补偿 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 08[工学] 09[农学] 0804[工学-材料学] 0903[农学-动物生产类] 0816[工学-纺织类] 081602[081602] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.16708/j.cnki.1000-758X.2022.0042

馆 藏 号：203112465...