一种月面回波仿真方法、系统、电子设备和存储介质与流程

本发明涉及雷达信号仿真，尤其涉及一种月面回波仿真方法、系统、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、vlbr（very long baseline interferometry radar）是融合雷达主动探测与高精度测角技术的手段，可以有效获取目标轨道信息，以及目标自旋周期、转动轴向等动力学特性，支撑目标轨道监测。回波信号仿真是vlbr技术方法的重要环节，为数据处理算法研究验证提供必要的基础支撑。然而，现有技术中面向vlbr观测体制的月面回波仿真方法尚不成熟，缺乏对月面散射区域划分、散射中心时延建模及干涉测量回波信号生成的系统性研究，难以满足月面探测任务中对回波信号精确建模的需求，制约了vlbr数据处理算法的研究与验证。

2、因此，亟需提供一种技术方案解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种月面回波仿真方法、系统、电子设备和存储介质。

2、第一方面，本发明提供一种月面回波仿真方法，该方法的技术方案如下：

3、基于上行天线至月面的目标距离以及上行波束宽度，确定月面雷达散射区域；

4、在所述月面雷达散射区域内按照设定步长划分出多个目标散射中心，并计算每个目标散射中心的位置坐标；

5、根据接收站参数、发射站参数和月球历表参数，并结合每个目标散射中心的位置坐标，计算每个目标散射中心对应的信号传播时延；

6、获取上行发射信号，根据每个目标散射中心对应的信号传播时延对所述上行发射信号进行时延叠加，生成月面回波信号；

7、获取主接收站参数和从接收站参数，分别将所述主接收站参数和所述从接收站参数代入所述月面回波信号，生成主站回波信号和从站回波信号。

8、本发明的一种月面回波仿真方法的有益效果如下：

9、本发明的方法通过基于上行天线至月面距离与上行波束宽度确定月面雷达散射区域，在散射区域按步长划分目标散射中心并计算坐标，结合接收站、发射站与月球历表参数计算时延，依据时延对上行发射信号进行时延叠加生成月面回波信号，代入主、从接收站参数生成主站与从站回波信号，解决了现有技术中面向vlbr观测体制的月面回波仿真方法不成熟、缺乏月面散射区域划分、散射中心时延建模及干涉测量回波信号生成研究的问题，提升月面回波信号建模精确性，满足月面探测任务对回波信号精确建模需求，为vlbr数据处理算法的研究与验证提供支撑。

10、在上述方案的基础上，本发明的一种月面回波仿真方法还可以做如下改进。

11、在一种可选的方式中，确定月面雷达散射区域的步骤，包括：

12、将所述上行波束宽度与所述目标距离相乘，得到所述月面雷达散射区域的面积；所述目标距离为所述上行天线的相位中心与波束中心在所述月面的交会点之间的空间距离。

13、采用上述可选方式的有益效果为：进一步将上行波束宽度与目标距离相乘确定月面雷达散射区域面积，以波束中心与月面交会点之间的空间距离作为目标距离，使散射区域边界与波束实际照射范围保持一致，为后续散射中心划分提供明确空间边界。

14、在一种可选的方式中，在所述月面雷达散射区域内按照设定步长划分出多个目标散射中心的步骤，包括：

15、以所述波束中心与所述月面的交会点作为起始点，沿经度方向和纬度方向分别按照所述设定步长进行网格划分，将划分得到的每个网格节点作为一个目标散射中心。

16、采用上述可选方式的有益效果为：进一步以波束中心与月面的交会点为起始点，沿经度方向和纬度方向按设定步长进行网格划分，将每个网格节点作为目标散射中心，使散射中心分布均匀且覆盖完整，便于精确计算各点信号传播时延。

17、在一种可选的方式中，计算每个目标散射中心的位置坐标的步骤，包括：

18、根据所述月面的交会点的经度坐标和纬度坐标，分别叠加经度方向步长增量与步长数量的乘积以及纬度方向步长增量与步长数量的乘积，得到每个目标散射中心的经度坐标和纬度坐标。

19、采用上述可选方式的有益效果为：进一步根据交会点的经度坐标和纬度坐标，分别叠加经度方向与纬度方向步长增量和步长数量的乘积，得到每个目标散射中心的经纬度坐标，使散射中心位置计算简便且坐标表达清晰，便于后续时延计算。

20、在一种可选的方式中，所述月面回波信号表示为：

21、

22、其中，表示月面回波信号，表示目标散射中心的个数，表示上行发射信号，表示第个目标散射中心对应的信号传播时延，表示第个目标散射中心的噪声分量。

23、采用上述可选方式的有益效果为：进一步将各目标散射中心的时延叠加信号与噪声分量求和，建立月面回波信号的数学模型，使回波信号表达形式清晰完整，便于直接代入主站和从站参数生成对应回波信号。

24、在一种可选的方式中，计算任一目标散射中心对应的信号传播时延的步骤，包括：

25、根据所述接收站参数、所述发射站参数和所述月球历表参数，确定接收站位置、发射站位置和月球空间位置；

26、根据第个目标散射中心的位置坐标、所述接收站位置、所述发射站位置和所述月球空间位置，计算第个目标散射中心的上行信号传播时延和下行信号传播时延；

27、将所述上行信号传播时延与所述下行信号传播时延相加，得到第个目标散射中心对应的信号传播时延。

28、采用上述可选方式的有益效果为：进一步结合接收站、发射站与月球历表参数确定空间位置，分别计算上行与下行信号传播时延并求和，得到各目标散射中心对应的信号传播时延，使时延计算涵盖完整传播路径，提升回波信号时延精度。

29、在一种可选的方式中，所述上行发射信号为单载波信号或宽带伪码测距信号；

30、所述单载波信号表示为：；其中，表示上行发射信号，表示相对幅度，表示发射信号频率，表示时间；

31、所述宽带伪码测距信号表示为：；其中，表示上行发射信号，表示相对幅度，表示编码信号，表示发射信号中心频率，表示时间；具有预设的码片宽度和码周期，为t2b编码信号或t4b编码信号。

32、采用上述可选方式的有益效果为：进一步支持单载波信号与宽带伪码测距信号两种上行发射信号形式，并限定t2b或t4b编码类型及码片宽度与码周期，使仿真方法能够适应不同测距体制需求，扩展回波信号生成的适用范围。

33、第二方面，本发明提供一种月面回波仿真系统，该系统的技术方案如下：

34、确定模块，用于基于上行天线至月面的目标距离以及上行波束宽度，确定月面雷达散射区域；

35、划分模块，用于在所述月面雷达散射区域内按照设定步长划分出多个目标散射中心，并计算每个目标散射中心的位置坐标；

36、计算模块，用于根据接收站参数、发射站参数和月球历表参数，并结合每个目标散射中心的位置坐标，计算每个目标散射中心对应的信号传播时延；

37、叠加模块，用于获取上行发射信号，根据每个目标散射中心对应的信号传播时延对所述上行发射信号进行时延叠加，生成月面回波信号；

38、生成模块，用于获取主接收站参数和从接收站参数，分别将所述主接收站参数和所述从接收站参数代入所述月面回波信号，生成主站回波信号和从站回波信号。

39、本发明的一种月面回波仿真系统的有益效果如下：

40、本发明的系统通过基于上行天线至月面距离与上行波束宽度确定月面雷达散射区域，在散射区域按步长划分目标散射中心并计算坐标，结合接收站、发射站与月球历表参数计算时延，依据时延对上行发射信号进行时延叠加生成月面回波信号，代入主、从接收站参数生成主站与从站回波信号，解决了现有技术中面向vlbr观测体制的月面回波仿真方法不成熟、缺乏月面散射区域划分、散射中心时延建模及干涉测量回波信号生成研究的问题，提升月面回波信号建模精确性，满足月面探测任务对回波信号精确建模需求，为vlbr数据处理算法的研究与验证提供支撑。

41、第三方面，本发明的一种电子设备的技术方案如下：

42、包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明的月面回波仿真方法的步骤。

43、第四方面，本发明提供的一种计算机可读存储介质的技术方案如下：

44、计算机可读存储介质中存储有指令，当计算机可读存储介质读取所述指令时，使所述计算机可读存储介质执行如本发明的月面回波仿真方法的步骤。

45、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。