星载SAR电离层探测及误差补偿

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.

关键词：合成孔径雷达、电离层、色散、闪烁、法拉第旋转角、误差补偿

所属期刊栏目：42

分类号：TP79(遥感技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;电波环境特性;模化技术重点实验室基金;航天科技集团公司自主研发基金

在线出版日期：2022-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：114-123