(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211321749.7 (22)申请日 2022.10.27 (71)申请人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 周鹏　赵家兴　曹楚文　尹晓舜　 宋栩潮　 (74)专利代理 机构 青岛智地领创专利代理有限 公司 37252 专利代理师 王鸣鹤 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 17/10(2006.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 多模式一体化微波遥感器的信号时序优化 模型 (57)摘要 本发明公开多模式一体化微波遥感器的信 号时序优化模型， 属于摄影测量学技术领域， 用 于多模式微波遥感器的模型优化， 包括系统工作 参数设计、 信号时序优化模型建模、 设定约束条 件和信号时序优化模型求解； 系统工作参数设计 包括高度计模式参数设计、 波谱仪模式参数设 计、 散射计模式参数设计和SAR模式参数设计； 约 束条件包括SAR模式有效工作时间约束、 不同模 式发射信号间不混叠约束和同一时刻工作模式 单一性约束； 信号时序优化模型求解包括编码、 适应度函数设计、 选择操作和交叉变异操作； 通 过仿真实验总结， 结果表明所提出的优化方法可 以设计出满足多种约束条件且能量最小的信号 时序。 权利要求书4页 说明书9页 附图3页 CN 115392136 A 2022.11.25 CN 115392136 A 1.多模式一体化微波遥感器的信号时序优化模型， 其特征在于， 包括系统工作参数设 计、 信号时序优化模型建模、 设定约束条件和信号时序优化模型求 解； 系统工作参数设计包括高度计模式参数设计、 波谱仪模式参数设计、 散射计模式参数 设计和SAR模式参数设计； 约束条件包括SAR模式有效工作时间约束、 不同模式发射信号间不混叠约束和同一时 刻工作模式单一 性约束； 信号时序优化模型求 解包括编码、 适应度函数设计、 选择操作和交叉变异操作。 2.根据权利要求1所述的多模式一体化微波遥感器的信号 时序优化模型， 其特征在于， 高度计模式参数设计包括： 高度计模式工作在0 °形成入射角， 采用脉冲有限工作体制， 其方 位向波束宽度 为： （1） ， 式中， 为有效波 高测量范围的最大值， H为轨道高度， 方位向天线尺寸 为： （2） ， 式中， 为信号 波长，k取0.88； 脉冲重复频率PRF满足： ， 其中， （3） ， ， 式中， 表示高度计模式的脉冲重复频率， V表示 平台速度， 表示载波频率， 表示高度计波束的脉冲宽度， 为均方根波高， 为形 成跟踪门的数目， 为点目标分辨率， 为最大均方波高， N为独立测量数， 即脉冲 重复频率与高度测量平均时间的乘积， 利用式 （4） ， 计算出其脉冲重复频率的下限。 3.根据权利要求2所述的多模式一体化微波遥感器的信号 时序优化模型， 其特征在于， 波谱仪模式参数设计包括： 波谱仪模式在2 °、 4°、 6°、 8°、 10°形成入射角， 采用360 °圆锥扫描 模式， 两维波束宽度为2 °方位向×2°距离向， 为避免回波信号混叠， 脉冲重复频率满足： ， 式中，PRFspec表示波谱仪模式的脉冲重 复频率，n取整数，c为 光速， 、 分别代表波束足迹对应的最小斜距和最大斜距。 4.根据权利要求3所述的多模式一体化微波遥感器的信号 时序优化模型， 其特征在于， 散射计模式参数设计包括： 散射计模式采用笔形圆锥扫描模式， 利用相控阵雷达天线波束 让天线发射的波 束在双侧前后斜视四个方向来回切换； 脉冲重复频率需满足： （6） ， （7） ， 式中， 表示散射计模式的脉冲重复频率， 为波束个数， 为波束足印在地面扫描时 的切向速度， 为地距分辨 率， 为方位分辨 率， 为散射计外波 束的入射角。 5.根据权利要求4所述的多模式一体化微波遥感器的信号 时序优化模型， 其特征在于， SAR模式参数设计包括： 在左右视同时正侧视观测的基础上， 增加双侧前、 后斜视的波束， 对权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115392136 A 2于每侧的视场， 实现至少三个角度的海浪SAR图像获取， SAR模式的天线发射的波束在左右 侧方向上来回切换； SAR的距离向天线尺寸 满足： （8） ， 式中， 为测绘带近 端斜距， 为最小测绘带宽， 为测绘带近端波束入射角， SA R方位向天线尺寸 满足： （9）， 式中， 为方位向分辨率， 脉冲重复频满足： （10）， （11） ， 式中， 是SAR模式的脉冲重 复频率， 为回波的散 布时间， 为测绘带长度， 为测绘带远端的波 束入射角。 6.根据权利要求5所述的多模式一体化微波遥感器的信号 时序优化模型， 其特征在于， 假设某个脉冲旁瓣引起的星下点回波在第 个发射脉冲发射后经过 时间接收到， 将其时 间长度假设为发射信号脉冲宽度的2倍， 即2 TSARA， 目标场景的回波信号是在第 个发射脉 冲发射后经过 时间接收到， 则有： （12） ， 式中， 表示SAR波 束对应的测绘带近端斜距； 若希望接收窗口不会接收到星下点回波， 则满足： ， 或 （13） ， 根据式 （13） 可知， 为避免星下点回波干扰， SAR的脉冲重复频率满足： 或 （14）， 式中， 表示 SAR波束对应的测绘带远端斜距； 为了避免SAR 发射信号与场景回波混叠， 满足： ， ， 对式 （15） 进行转 化后， 得： ， 式中， 表示观测带内目标回波返回到雷达时经 过的脉冲周期数， 取整数。 7.根据权利要求6所述的多模式一体化微波遥感器的信号 时序优化模型， 其特征在于， 信号时序优化模型建模包括： 设研究的总时间序列长度为 ， 将其等分为 个时间段， 每个 时间段的长度为 ， 优化模型为： （17） ， 式中， 表示第i个时间段的工作模式， 表示当发射某种模式 的信号时对应的峰值发射功率，权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115392136 A 3