А.С. Петров

АО «НПО Лавочкина» (Московская область, Россия)

Постановка проблемы. Космические радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА) работают в различных режимах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ): маршрутном (бокового обзора), детальном (телескопическом), обзорном с несколькими полосами захвата, интерферометрическом с продольной по отношению к траектории полета ориентацией базы (для селекции движущихся целей) и с поперечной (при формировании цифровых карт высот местности). Такие системы  характеризуются множеством – десятками взаимосвязанных как входных, так и выходных параметров. Для их расчета приходится разрабатывать трудоемкие в вычислительном отношении процедуры. Конечный результат анализа должен привести к такому набору практически реализуемых параметров аппаратуры, при котором обеспечиваются требования, предъявляемые к ее рабочим характеристикам. Сложность задачи приводит к необходимости разработки методики, алгоритмов и программного обеспечения, облегчающих процедуру оценки базовых параметров РСА, работающих в различных режимах ДЗЗ.  Цель. Рассмотреть методику оценки комплекса базовых параметров низкоорбитальных космических РСА, которые функционируют в трех основных моностатических режимах работы – маршрутном, детальном и обзорном, а также реализовать эту методику алгоритмически и программно для ее работы на персональной ЭВМ, что позволяет путем детального многопараметрического анализа оперативно сформировать облик проектируемой системы.

Результаты. Разработаны модели и программные процедуры для расчета следующих параметров системы: движения космической платформы; доплеровских параметров (ДП) локатора – доплеровского центроида и скорости изменения доплеровской частоты с учетом угловой ориентации платформы и изменяющейся при полете орбитальной аномалии космического аппарата; геометрического разрешения по азимуту и наклонной дальности, радиометрических чувствительности и разрешения;  частоты повторения импульсов передатчика, обеспечивающей отсутствие наложений импульсов передатчика на импульсы стробов импульса, открывающих вход приемного устройства; уровня подавления сигнала, принимаемого из кратных полос захвата; информационного потока и объема радиоголограммы.  

Практическая значимость. Разработанная методика оценки параметров с помощью компьютерного моделирования с наглядным отображением получаемых результатов на мониторе ЭВМ позволяет упростить и ускорить процесс выявления облика РСА и его проектирования. 

Петров А.С. Методика оценки параметров низкоорбитальных космических радиолокаторов с синтезированной апертурой // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. T. 75. № 5. С. 46–59. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j20700784-202105-04

1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г, Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора. М.: Радиотехника. 2010.
2. Груздов В.В., Колковский Ю.В., Криштопов А.В., Кудря А.И. Новые технологии зондирования Земли из космоса. М.: Техносфера. 2018.
3. Curlander J.C., McDonogh R.N. Synthetic aperture radar. Systems and signal processing. New York: Wiley. 1991.
4. Bistatic radar: emerging technology. Part 4. Spaceborne Interferometric and Multistatic SAR Systems. New York: Wiley. 2008.
5. Krieger G. Advanced Bistatic and Multistatic SAR Concepts and Applications. Microwaves and Radar Institute, DLR. URL: https://elib.dlr.de/43805/1/eusar06_tutorial_advanced_bistatic_sar_final_reduced.pdf.
6. Петров А.С., Прилуцкий А.А., Волченков А.С. Анализ зависимости параметров космического радиолокатора с синтезированной апертурой от режима его работы // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2018. № 1. С. 55–63.
7. Петров А.С., Прилуцкий А.А., Волченков А.С. Методика расчета зависимости базовых параметров космических радиолокаторов с синтезированной апертурой от высоты полета и наклонения плоскости орбиты носителя // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2018. № 4. С. 80–87.
8. Петров А.С., Прилуцкий А.А., Чиков В.А., Волченков А.С. К вопросу расчета геометрического разрешения и энергетического потенциала космического радиолокатора с синтезированной апертурой, расположенного на геосинхронной орбите и работающего в бистатическом режиме // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2019. № 4. C. 56–66.
9. Петров А.С., Волченков А.С. Геометрическое разрешение РСА, работающих в бистатическом режиме с активным орбитальным модулем // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2020. № 2. C. 72–81.
10. Петров А.С. Моделирование доплеровских параметров космических радиолокаторов с синтезированной апертурой // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т. 74. № 7. C. 18–31.
11. Nathanson F.E., Reilly J.P. Radar Design Principles: Medham. New Jerse: 1999.
12. Scolnik M.I. Introduction to radar systems: McGrow-Hill Book Co. 1981.
13. Ka M.-H., Kononov A.A. Effect of Look Angle on the Accuracy Performance of Fixed-Baseline Interferometric SAR // IEEE Geoscience And Remote Sensing Letters. 2007. V. 4. № 1. P. 65–69.
14. Булыгин М.Л., Внотченко С.Л. Построение диаграмм слепых дальностей и надирных отражений радиолокатора с синтезированной апертурой в MATLAB // Труды МАИ. Вып. № 83. URL: www.mai.ru/science/trudy. 
15. Петров А.С., Прилуцкий А.А., Волченков А.С. Угломестная и азимутальная неоднозначности сигнала, принимаемого аппаратурой космического радиолокатора с синтезированной апертурой // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2019. № 1. С. 39–47.
16. Martino G., Iodice A., Riccio D., Ruello G. Filtering of Azimuth Ambiguity in Stripmap Synthetic Aperture Radar Images // IEEE Journal of selected topics in applied earth observations and remote sensing. 2014. V. 7. № 9. P. 3969–3978.
17. Wolfgang Pitz W., Miller D. The TerraSAR-X Satellite // IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing, 2010. V. 48. № 2. P. 615–622.