天基雷達(dá)效能優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)，具體地，涉及一種天基雷達(dá)效能優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 天基雷達(dá)是主動(dòng)探測(cè)手段，具有雷達(dá)站位高，覆蓋范圍大，定位精度高，下視探測(cè) 有利于反隱身等優(yōu)勢(shì)，填補(bǔ)天基對(duì)飛機(jī)探測(cè)手段的空白。
[0003] 考慮飛機(jī)等目標(biāo)為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，具有運(yùn)動(dòng)速度快、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，因此天基雷達(dá) 需要具備較高的系統(tǒng)效能，即利用盡可能少的衛(wèi)星顆數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)注區(qū)域的高時(shí)間分辨率重 訪，從而保證對(duì)飛機(jī)目標(biāo)的連續(xù)探測(cè)。
[0004] 經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?01210000464. 3,發(fā)明名稱為天基相控陣 雷達(dá)空間多目標(biāo)定軌方法的發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)空間弱目標(biāo)不能有效估計(jì)和目標(biāo)定 軌精度低的問(wèn)題。其過(guò)程為：對(duì)目標(biāo)回波數(shù)據(jù)采用調(diào)零保形算法進(jìn)行處理，運(yùn)用距離脈沖壓 縮原理得到距離先驗(yàn)信息，并據(jù)此對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分段處理；根據(jù)目標(biāo)數(shù)將回波信號(hào)分段， 每段數(shù)據(jù)為目標(biāo)信號(hào)及其臨近單元信號(hào)；對(duì)各段數(shù)據(jù)運(yùn)用和差多波束測(cè)角原理實(shí)現(xiàn)多目標(biāo) 二維角度估計(jì)；基于空間目標(biāo)跟蹤結(jié)果和探測(cè)星軌道信息，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；采用Laplace型 迭代算法實(shí)現(xiàn)對(duì)空間遠(yuǎn)近不同目標(biāo)定軌，并運(yùn)用最小二乘算法提高定軌精度。本發(fā)明能夠 降低強(qiáng)信號(hào)對(duì)弱目標(biāo)的影響，對(duì)弱目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)，可用于空間態(tài)勢(shì)感知、軌道資源 管理等實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。但是此發(fā)明不適用速度快機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種天基雷達(dá)效能優(yōu)化方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明提供的天基雷達(dá)效能優(yōu)化方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的煒度帶和天基雷達(dá)的載荷作用距離確定軌道傾角；
[0008] 步驟2 :根據(jù)天基雷達(dá)的載荷作用距離和軌道傾角計(jì)算軌道高度；
[0009] 步驟3 :根據(jù)軌道傾角將多顆天基雷達(dá)衛(wèi)星同軌道面內(nèi)相位角均布或多個(gè)軌道面 均布。
[0010] 優(yōu)選地，在步驟1中，當(dāng)目標(biāo)區(qū)域在天基雷達(dá)的載荷作用距離內(nèi)時(shí)，則軌道傾角為 0° ;當(dāng)目標(biāo)區(qū)域在天基雷達(dá)的載荷作用距離時(shí)，則軌道傾角為目標(biāo)區(qū)域的煒度加上10°~ 15。。
[0011] 優(yōu)選地，在步驟2中，當(dāng)軌道傾角為0°時(shí)，則根據(jù)載荷作用距離計(jì)算軌道高度h :
[0012]
[0013] 其中，1為載荷作用距離，Re為地球半徑；
[0014] 當(dāng)軌道傾角不為0°時(shí)，則根據(jù)載荷作用距離和軌道傾角，計(jì)算得到軌道高度：
[0015] CN 105137406 A ^ 2/4 貝
[0016] 其中，Rf3為地球半徑、μ為地球引力常數(shù)、ω ^為地球自轉(zhuǎn)角速度、J2為地球非球 形帶諧項(xiàng)、D為軌道回歸周期、M為回歸圈數(shù)、e為偏心率、h為軌道高度、i為軌道傾角。
[0017] 優(yōu)選地，在步驟3中，當(dāng)軌道傾角為0°時(shí)，則將多顆天基雷達(dá)衛(wèi)星同軌道面內(nèi)相 位角均布；當(dāng)軌道傾角不為0°時(shí)，將多顆天基雷達(dá)衛(wèi)星多個(gè)軌道面均布，即相鄰軌道面天 基雷達(dá)衛(wèi)星的相位角差值相等。
[0018] 優(yōu)選地，當(dāng)軌道傾角為0°時(shí)，則目標(biāo)區(qū)域的最大重訪時(shí)間Irevniax為：
[0019]
[0020] 其中，N為天基雷達(dá)的衛(wèi)星數(shù)量，Te為軌道交點(diǎn)周期。
[0021] 優(yōu)選地，當(dāng)軌道傾角不為0°時(shí)，將N顆天基雷達(dá)衛(wèi)星采用Walker星座N/N/F構(gòu) 型，其中N為2 η，η為常數(shù)（n = 1、2、3……），即N個(gè)軌道面均布，每個(gè)軌道面1顆衛(wèi)星，相鄰 軌道面衛(wèi)星相位角相差2 π F/N，其中，F(xiàn)為常數(shù)（0彡F彡Ν-1)，當(dāng)回歸圈數(shù)為奇數(shù)時(shí)，F(xiàn)為 1 ;當(dāng)回歸圈數(shù)為偶數(shù)時(shí)，在η = 1時(shí)，F(xiàn)為0、在η辛1時(shí)，F(xiàn)為2,則目標(biāo)區(qū)域最大重訪時(shí)間 T 為·
[0022]
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0024] 本發(fā)明根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的煒度帶，結(jié)合天基雷達(dá)的載荷作用距離，可選擇0°軌道傾 角或非0°軌道傾角，即低傾角軌道，可實(shí)現(xiàn)利用相對(duì)較少的衛(wèi)星顆數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的 多次探測(cè)和高系統(tǒng)效能，以滿足飛機(jī)目標(biāo)的高時(shí)間分辨率探測(cè)需求。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0026] 圖1為本發(fā)明中目標(biāo)區(qū)域和低傾角軌道星下點(diǎn)位置關(guān)系；
[0027] 圖2為本發(fā)明中低傾角軌道天基雷達(dá)衛(wèi)星組網(wǎng)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明中0°軌道傾角時(shí)軌道高度和載荷作用距離的變化曲線；
[0029] 圖4為本發(fā)明中0°軌道傾角時(shí)可探測(cè)最大煒度帶和載荷作用距離的變化曲線；
[0030] 圖5為本發(fā)明中0°軌道傾角時(shí)1顆天基雷達(dá)衛(wèi)星最大重訪時(shí)間和載荷作用距離 的變化曲線；
[0031 ] 圖6為本發(fā)明的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0033] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種針對(duì)關(guān)注區(qū)域的天基雷達(dá)系統(tǒng)效能優(yōu)化 方法包括以下步驟：
[0034] 步驟1 :根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的煒度帶和天基雷達(dá)的載荷作用距離確定軌道傾角；
[0035] 步驟2 :根據(jù)天基雷達(dá)的載荷作用距離和軌道傾角計(jì)算軌道高度；
[0036] 步驟3 :根據(jù)軌道傾角將多顆天基雷達(dá)衛(wèi)星同軌道面內(nèi)相位角均布或多個(gè)軌道面 均布。
[0037] 其中，步驟1中，軌道傾角應(yīng)結(jié)合雷達(dá)載荷能力適當(dāng)選擇，當(dāng)雷達(dá)作用距離可覆蓋 關(guān)注區(qū)域煒度時(shí)，選擇0°傾角，除此之外，軌道傾角通常需要比關(guān)注區(qū)域煒度大10°~ 15°，具體數(shù)值由雷達(dá)作用距離決定。