SAR卫星定标检验场建设方法、装置及电子设备与流程

sar卫星定标检验场建设方法、装置及电子设备
技术领域
1.本发明涉及卫星探测技术领域，尤其涉及一种sar卫星定标检验场建设方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)卫星具有全天时、全天候的对地观测能力，且不受云雨等恶劣天气的干扰，对于时效性要求较高的灾害应急监测、农情监测、国土资源调查、地形测量及海洋动力环境测量等具有重要作用，辐射定标是定量化应用的基础，真实性检验是评价遥感产品质量的有效手段，而定标检验场是地面参考的来源，对sar卫星辐射定标及真实性检验至关重要，因此做好地面定标检验场站设计建设能够推动sar卫星数据定量化应用的进程。
3.相关技术中，通常采用临时布设、规模较小、功能单一的定标检验场建设方法确定定标场，并且所确定的定标场多为在轨测试期间临时布设有源定标器或角反射器，规模普遍偏小，无法实现大幅宽sar卫星的定标与检验，从而导致定标检验的可靠性和准确性不高。


技术实现要素：

4.本发明提供一种sar卫星定标检验场建设方法、装置及电子设备，用以解决现有技术中采用临时布设、规模较小、功能单一的定标检验场建设方法确定定标场导致的定标检验的可靠性和准确性不高的缺陷，实现多型号、多波段、多模式sar卫星的不同定标检验任务，满足sar卫星综合多任务定标检验的需求。
5.本发明提供一种sar卫星定标检验场建设方法，包括：
6.获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域；
7.确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备；
8.基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中；
9.其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
10.根据本发明提供的一种sar卫星定标检验场建设方法，所述预设中心层级建设原则包括预设单中心多层级建设原则时，所述基于预设中心层级布设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中，包括：
11.基于所述预设单中心多层级建设原则，确定所述目标布设区域内的核心布设子区域；
12.确定以所述核心布设子区域为中心、以所述sar卫星各模式标准幅宽的预设值为所述各模式对应布设子区域的尺寸进行层层外扩操作，得到各个外扩布设子区域；
13.将所述目标定标设备分别布设于所述外扩布设子区域及所述核心布设子区域中。
14.根据本发明提供的一种sar卫星定标检验场建设方法，所述预设中心层级建设原则包括多中心多层级建设原则时，所述基于预设中心层级布设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中，包括：
15.基于所述多中心多层级建设原则，确定所述目标布设区域内的核心布设子区域以及至少一个副中心布设子区域；
16.确定以所述核心布设子区域为中心、以所述sar卫星各模式标准幅宽的预设值为所述各模式对应布设子区域的尺寸分别进行沿所述核心布设子区域拓展和/或沿所述副中心布设子区域拓展的拓展布设区域方向的层层外扩操作，得到各个外扩布设子区域；
17.将所述目标定标设备分别布设于所述外扩布设子区域、所述核心布设子区域及所述副中心布设子区域中。
18.根据本发明提供的一种sar卫星定标检验场建设方法，所述确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，包括：
19.确定所述sar卫星不同模式下所述目标布设区域的最小雷达散射截面积；
20.根据所述最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积之间的关系，确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备。
21.根据本发明提供的一种sar卫星定标检验场建设方法，所述确定所述sar卫星不同模式下所述目标布设区域的最小雷达散射截面积，包括：
22.确定所述目标布设区域的后向散射系数图；
23.基于所述后向散射系数图，将所述目标布设区域划分为多个感兴趣布设区；
24.确定每个所述感兴趣布设区的平均后向散射系数；
25.基于所述平均后向散射系数，计算每个所述感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积。
26.根据本发明提供的一种sar卫星定标检验场建设方法，所述基于所述平均后向散射系数，计算每个所述感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积，其计算公式为：
[0027][0028]
其中，scr表示预设的信杂比目标值，表示第k个感兴趣布设区的平均后向散射系数，λa表示所述sar卫星的模式λ在方位向的像元间隔，λr表示所述sar卫星的模式λ在距离向的像元间隔，表示所述sar卫星在模式λ下第k个感兴趣布设区的最小雷达散射截面积。
[0029]
根据本发明提供的一种sar卫星定标检验场建设方法，所述根据所述最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积之间的关系，确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，包括：
[0030]
计算初始定标设备的雷达散射截面积；
[0031]
判断所述初始定标设备的雷达散射截面积是否满足所述最小雷达散射截面积；
[0032]
当所述初始定标设备的雷达散射截面积满足所述最小雷达散射截面积，则将所述初始定标设备确定为所述目标定标设备。
[0033]
本发明还提供一种sar卫星定标检验场建设装置，包括：
[0034]
获取模块，用于获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域；
[0035]
确定模块，用于确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备；
[0036]
布设模块，用于基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中；其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
[0037]
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述sar卫星定标检验场建设方法的步骤。
[0038]
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述sar卫星定标检验场建设方法的步骤。
[0039]
本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法、装置及电子设备，其中sar卫星定标检验场建设方法，通过获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域以及确定可满足sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，然后基于预设中心层级建设原则，将目标定标设备布设于目标布设区域中。由于预设中心层级建设原则包括以目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将目标定标设备布设于外扩的子区域及核心布设子区域中，因此能够通过根据不同定标检验任务需求进行针对目标定标设备固定布设在目标布设区域内的方式，实现多模式sar卫星定标检验场建设的目标，从而能够根据sar卫星的不同幅宽及分辨率实现多型号、多波段、多模式sar卫星的不同定标检验任务，满足sar卫星综合多任务定标检验的需求。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1是本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法的流程示意图；
[0042]
图2是本发明提供的针对sar卫星高分辨率小幅宽模式的单中心多层级布设法示意图；
[0043]
图3是本发明提供的针对sar卫星低分辨率大幅宽模式的多中心多层级布设法示意图；
[0044]
图4是本发明提供的针对sar卫星小幅宽模式辐射定标检验布设示意图；
[0045]
图5是本发明提供的针对sar卫星几何定标检验布设示意图；
[0046]
图6是本发明提供的针对sar卫星极化定标检验布设示意图；
[0047]
图7是本发明提供的sar卫星定标检验场建设装置的结构示意图；
[0048]
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0049]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本
发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]
随着遥感应用技术本身的发展，行业应用对sar卫星数据的精度和定量产品的可靠性提出了更高的要求，但目前我国尚未形成能有效服务行业部门业务化运行的定量化支撑体系。辐射定标是定量化应用的基础，真实性检验是评价遥感产品质量的有效手段，而定标检验场是地面参考的来源，对sar卫星辐射定标及真实性检验至关重要。
[0051]
sar定标检验常用的方法包括基于点目标和基于分布目标的辐射定标检验。在实际工作中，点目标相比于散射特性已知、均一稳定的大面积分布目标更易实现，且能够达到设计要求的定标精度，因此基于点目标的定标检验是常用的方法。基于点目标的sar卫星定标检验方法包括利用有源定标器(active radar calibrator，arc)和无源点目标(如角反射器，corner reflector，cr)的方法；有源定标器能够通过转发sar信号模拟雷达散射截面积精确已知的地面点目标，角反射器其结构简单、性能稳定、布设方便、成本低廉，可以作为雷达散射截面积精确已知的地面点目标，是sar卫星定标检验的实用设备。
[0052]
为实现多模式星载sar系统的多特性定标检验，定标检验场建设方案设计至关重要。国内现有定标场多为在轨期间临时布设有源定标器或角反射器，规模普遍偏小，无法实现大幅宽sar卫星的定标与检验，且地面设备不具备固定布设、远程控制能力，缺少周期检验、长期运行性的多功能定标检验设备布设阵列，在任务期间，不仅需要耗费大量的人力物力进行设备调试，而且严重影响了数据获取频率以及数据的稳定性和可靠性。目前大部分定标检验场都是面向某型sar卫星建设的，综合服务能力比较弱，无法满足“一场多用”的外场布设需求。
[0053]
目前我国sar卫星辐射定标及真实性检验场建设刚刚起步，还存在很多不足：(1)sar卫星定标检验场数量严重不足，“真值”的代表性和可信度差；(2)“真值”数据观测零散，缺乏规范性、系统性，可持续性差；(3)“真值”数据采集自动化水平低，严重影响了数据获取频率及稳定性；(4)无网络化观测规模，站点间“真值”数据共享与同步交叉验证困难。
[0054]
基于上述问题，本发明提供一种sar卫星定标检验场建设方法，该sar卫星定标检验场建设方法的执行主体可以是sar卫星定标检验场建设装置，sar卫星定标检验场建设装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为终端设备的部分或者全部。可选的，终端设备可以为个人计算机(personal computer，pc)、便携式设备、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等其它电子设备。本发明对终端设备的具体形式不做限定。
[0055]
需要说明的是，下述方法实施例的执行主体可以是上述终端设备的部分或者全部。下述方法实施例以执行主体为终端设备为例进行说明。
[0056]
图1为本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法的流程示意图，如图1所示，该sar卫星定标检验场建设方法，包括以下步骤：
[0057]
步骤110、获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域。
[0058]
具体的，目标布设区域可以先通过预设定标检验场布设原则人为选取，再根据选取的目标布设区域的经纬度、地物特征以及布设点的特征等其它信息，将目标布设区域导入终端设备中，以使得终端设备对目标布设区域进行定量化的定标检验分析。其中，布设点
可以为布设定标设备的位置，定标设备可以包括自动角反射器和有源定标器。
[0059]
需要说明的是，预设定标检验场布设原则可以包括：布设点需要位于sar卫星轨道覆盖重叠区域；布设点背景特性要求平坦、均匀且后向散射强度低，尽可能远离可能发生透视收缩、阴影和叠掩等现象的地方；相邻布设点应避免相互干扰，尤其针对存在时延的有源定标器，应避免相邻布设点之间可能存在的成像重叠现象，相邻布设点的间距需大于300米；布设点应尽量远离强目标或干扰信号(如电线塔、通信塔等一类强反射体)；布设点附近沿sar发射电磁波时其路径方向没有遮挡，且应远离容易产生多次散射的物体(如房角、雕塑、废弃建筑材料等)，同时需要降低设备底座等其他部件对sar雷达信号的后向散射影响，如铺设吸波棉等；布设点及其周围的场地需具有一定稳定性；布设点交通条件须确保设备运输车辆的正常通行；布设点附近具有4g信号；布设点具有较好的安全性；优先选择具备市电和有线网络的布设点。
[0060]
此外，当目标布设区域摆放了自动角反射器和有源定标器等定标设备后，针对目标布设区域获取的sar图像上显示的后向散射系数，除了定标设备的后向散射系数外，还包含作为背景的其他地物的后向散射系数，因此可以在未摆放定标设备测量得到的sar图像上，计算作为背景的其他地物的后向散射系数。
[0061]
步骤120、确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备。
[0062]
具体的，由于sar卫星的类型不同时其所对应的波段也不同，每个sar卫星包括多个入射角、多个成像模式及分辨率。并且，每个sar卫星具有固定的定标方程且在出厂时已确定。因此，为了使得sar卫星各个模式下都有足够数量的定标设备被覆盖，终端设备可以基于各个定标设备自带的参数确定对应定标设备的定标检验指标，再将所计算的各个定标设备的定标检验指标与sar卫星各个模式的幅宽需求进行匹配，当某一定标设备的定标指标与sar卫星的目标模式的幅宽需求相匹配，可以将该定标设备确定为满足sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，目标模式可以为sar卫星多个模式中的至少一个模式，以此可以确定出多个不同种类的目标定标设备，从而使得所布设的目标定标设备能够覆盖sar卫星各个模式的幅宽要求。
[0063]
步骤130、基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中。
[0064]
其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
[0065]
具体的，终端设备针对目标布设区域以及确定的目标定标设备，可以先在目标定标区域内选取核心布设子区域，核心布设子区域需要满足均匀平坦且面积较大的选取条件，终端设备可以预设的选取条件在目标布设区域内选择核心布设子区域，然后以该核心布设子区域为中心进行层层外扩操作，每次外扩的子区域的大小可以基于核心布设子区域的形状和sar卫星各模式标准幅宽确定，并将目标定标设备对应布设于各个外扩的子区域以及核心布设子区域中，以此使得sar卫星各个模式下都有足够数量的定标设备被覆盖。需要说明的是，预设中心层级建设原则可以是“一场多用”的设计原则。
[0066]
本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法，通过获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域以及确定可满足sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，然后基于预设中
心层级建设原则，将目标定标设备布设于目标布设区域中。由于预设中心层级建设原则包括以目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将目标定标设备布设于外扩的子区域及核心布设子区域中，因此能够通过根据不同定标检验任务需求进行针对目标定标设备固定布设在目标布设区域内的方式，实现多模式sar卫星定标检验场建设的目标，从而能够根据sar卫星的不同幅宽及分辨率实现多型号、多波段、多模式sar卫星的不同定标检验任务，满足sar卫星综合多任务定标检验的需求。
[0067]
可选的，步骤120的实现过程可以包括：
[0068]
首先，确定所述sar卫星不同模式下所述目标布设区域的最小雷达散射截面积；然后，根据所述最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积之间的关系，确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备。
[0069]
具体的，终端设备首先获取sar卫星过境目标布设区域时的sar图像数据，并结合该sar图像数据、sar卫星本身自带的各种参数信息以及目标布设区域的地理特征进行分析，确定sar卫星不同模式下目标布设区域的最小雷达散射截面积，再进一步将该最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积进行匹配，以此确定出满足sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备。其中，当初始定标设备包括自动角反射器和有源定标器时，可以将不同边长、不同波长的自动角反射器的雷达散射截面积以及不同档位的有源定标器的雷达散射截面积分别与该最小雷达散射截面积进行匹配，并将匹配后满足sar卫星不同模式覆盖需求的有源定标器和自动角反射器确定为目标定标设备。
[0070]
本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法，根据sar卫星不同模式下目标布设区域的最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积之间的关系，从初始定标设备中选取出可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，以此能够根据不同定标检验任务需求进行目标定标设备的远程控制调节，满足了长期固定、周期检验、自动运行的需求，有效提高地面数据获取频率，保证地面参考数据的稳定性和可靠性的同时有效减少了野外定标检验实验中的人工重复工作，节约大量的人力物力财力。
[0071]
可选的，所述确定所述sar卫星不同模式下所述目标布设区域的最小雷达散射截面积，包括：
[0072]
首先，确定所述目标布设区域的后向散射系数图；然后，基于所述后向散射系数图，将所述目标布设区域划分为多个感兴趣布设区；再进一步确定每个所述感兴趣布设区的平均后向散射系数；最后，基于所述平均后向散射系数，计算每个所述感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积。
[0073]
具体的，当确定了目标布设区域时，可以在sar卫星过境时获取针对目标布设区域的一幅或多幅sar图像数据，并对该一幅或多幅sar图像数据进行相对辐射校正和绝对辐射校正，得到目标布设区域的后向散射系数图，目标布设区域的后向散射系数图中每个像元的常用后向散射系数计算公式为σ0表示地物对应的后向散射系数，k表示绝对辐射定标常数；dn2表示sar图像数据对应的强度值，且dn的值可以由sar图像数据的实部i和虚部q计算得到，dn2＝i2 q2。
[0074]
需要说明的是，可以从终端设备存储的图像数据中获取sar卫星过境时拍摄的针对目标布设区域的一幅或多幅sar图像数据，也可以从sar卫星过境布设区域时拍摄的图像
数据库中检索针对目标布设区域的一幅或多幅sar图像数据。
[0075]
进一步的，从目标布设区域的后向散射系数图中，画出m个感兴趣布设区，m个感兴趣布设区可以是在确定目标布设区域时人为选定，比如可以将目标布设区域的m个感兴趣区域各自的矢量文件导入至终端设备中，以使得终端设备依据矢量文件在目标布设区域上框出m个感兴趣布设区，m为正整数；也可以根据经纬度或周边一些定位特征人为确定各个感兴趣布设区，并将每个感兴趣布设区的经纬度或者定位特征导进终端设备中；也可以通过人眼目视解译的方式找到各个感兴趣布设区的位置，从而在后向散射系数图中显示出每个感兴趣布设区。
[0076]
此外，针对每个感兴趣布设区的平均后向散射系数，可以通过将对应感兴趣布设区的后向散射系数进行统计平均的方式得到，然后再基于每个感兴趣布设区的平均后向散射系数计算每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积，其计算公式如式(1)所示：
[0077][0078]
其中，scr表示预设的信杂比目标值，表示第k个感兴趣布设区的平均后向散射系数，λa表示所述sar卫星的模式λ在方位向的像元间隔，λr表示所述sar卫星的模式λ在距离向的像元间隔，表示所述sar卫星在模式λ下第k个感兴趣布设区的最小雷达散射截面积。
[0079]
需要说明的是，当scr大于20db时，目标和背景能够有效的区分且能够保证目标受背景杂波的干扰在0.5db以内。因此，本发明以信杂比为20db为目标示例，计算sar卫星各模式所需最小的雷达散射截面积rcs，其中信杂比计算公式如式(2)所示：
[0080][0081]
其中，σ
t
为每个初始定标设备对应的雷达散射截面积，《σc》为平均背景杂波雷达散射截面积，θi为每个初始定标设备的局地入射角，δa为sar卫星方位向像元间隔大小，δr为sar卫星距离向像元间隔大小，《σo》为归一化平均背景杂波雷达散射截面积。
[0082]
在实际操作过程中，可忽略局地入射角θi引起的影响，因此以sar卫星目标模式方位向、距离向标称分辨率λa和λr代替方位向和距离向像元间隔大小δa和δr，以目标布设区域平均后向散射系数代替归一化平均背景杂波雷达散射截面积《σo》后，可以估算当scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积
[0083]
基于上述原理，计算每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积，也即，在scr＝20db时，根据sar卫星不同模式的方位向、距离向标称分辨率(可通过数据头文件获得)及每个感兴趣布设区的平均后向散射系数，估算每个感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积。
[0084]
本发明提供的卫星定标检验场建设方法，先基于目标布设区域的后向散射系数图将目标布设区域划分为多个感兴趣布设区，然后通过确定每个感兴趣布设区的平均后向散
射系数，计算每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积，以此实现快速且准确计算sar卫星不同模式下目标布设区域的最小雷达散射截面积的目的，从而为后续将目标定标设备灵活且充分布设于目标定标区域提供有力依据。
[0085]
可选的，所述根据所述最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积之间的关系，确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备，包括：
[0086]
首先，计算初始定标设备的雷达散射截面积；然后判断所述初始定标设备的雷达散射截面积是否满足所述最小雷达散射截面积；最后，当所述初始定标设备的雷达散射截面积满足所述最小雷达散射截面积，则将所述初始定标设备确定为所述目标定标设备。
[0087]
具体的，当初始定标设备包括自动角反射器和有源定标器时，可以根据式(3)计算每个自动角反射器的雷达散射面积以及根据式(4)计算每个档位的有源定标器的雷达散射截面积。
[0088][0089][0090]
其中，σ表示自动角反射器雷达散射截面积的理论值，a表示自动角反射器直角边边长，λ表示sar卫星载荷波长，gc表示sar卫星收发天线增益，ga表示sar卫星转发通道的增益，σ
arc
表示有源定标器的每个档位的雷达散射截面积的标称值。
[0091]
然后判断不同模式(也即不同波长λ)、不同边长a的自动角反射器的雷达散射截面积能否满足scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积的需求，当不同模式(也即不同波长λ)、不同边长a的自动角反射器的雷达散射截面积大于等于scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积可以将对应的自动角反射器作为目标定标设备进行布设，以将每个作为目标定标设备的自动角反射器布设于满足对应雷达散射截面积需求的幅宽范围内；比如一自动角反射器满足10km幅宽的最小目标雷达散射截面积且不满足100km幅宽的最小目标雷达散射截面积时，可将该自动角反射器布设于10km幅宽范围内。
[0092]
进一步的，判断有源定标器各个挡位的雷达散射截面积是否满足scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积的需求，当有源定标器各个挡位的雷达散射截面积大于等于scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积可将对应有源定标器作为目标定标设备进行布设，以分配满足档位要求的有源定标器进行使用，从而将每个有源定标器布设于满足对应雷达散射截面积需求的幅宽范围内。比如一有源定标器在第二档位的雷达散射截面积满足80km幅宽的最小目标雷达散射截面积且不满足160km幅宽的最小目标雷达散射截面积时，可将该自动角反射器布设于80km幅宽范围内。
[0093]
需要说明的是，每个sar卫星含有多个模式，每个模式的幅宽也不相同，因此，在进行判断时，是将scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积去与初始定标设备的雷达散射截面积(比如自动角反射器的雷达散射截面积
或者有源定标器各个挡位的雷达散射截面积)需求进行匹配，当初始定标设备的雷达散射截面积满足scr＝20db时每个感兴趣布设区在sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积的需求时，可以认为将对应的初始定标设备作为目标定标设备进行后续的定标检验。
[0094]
此外，在sar卫星过境成像时，远程调整目标定标区域的自动角反射器或有源定标器的方位指向角、俯仰指向角，尽量保证定标设备指向与入射雷达波束的方向保持一致，自动角反射器的方位和俯仰指向精度均能达到0.1
°
，有源定标器天线指向精度达到0.2
°
，降低了雷达波入射方向偏离设备指向对rcs的影响，能够提供高精度的地面参考点目标。因此，将自动角反射器作为地面参考，能够提供精确已知的雷达散射截面积理论值，通过精确测量角反射器的边长a，理论计算得到角反射器的雷达散射截面积理论值；而有源定标器在制造时，会根据指标要求设计模拟点目标的雷达散射截面积范围，并通过不同挡位进行设置，以此计算不同档位的雷达散射截面积。
[0095]
本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法，通过判断初始定标设备的雷达散射截面积是否满足每个所述感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积的方式，实现从初始定标设备中确定目标定标设备的目的；进一步的，当确定的目标定标设备包括自动角反射器和有源定标器时能够实现基于具备固定布设、无人值守、远程控制、自主供电、自动运行能力的有源定标器和自动角反射器进行sar卫星定标检验的目的，也能够根据不同定标检验任务需求进行自动角反射器和有源定标器的远程控制调节，满足了长期固定、周期检验、自动运行的需求，有效提高地面数据获取频率，保证地面参考数据的稳定性和可靠性的同时有效减少了野外定标检验实验中的人工重复工作，节约大量的人力物力财力。
[0096]
可选的，所述预设中心层级建设原则包括预设单中心多层级建设原则时，步骤130的实现过程可以包括：
[0097]
首先，基于所述预设单中心多层级建设原则，确定所述目标布设区域内的核心布设子区域；然后，确定以所述核心布设子区域为中心、以所述sar卫星各模式标准幅宽的预设值为所述各模式对应布设子区域的尺寸进行层层外扩操作，得到各个外扩布设子区域；最后，将所述目标定标设备分别布设于所述外扩布设子区域及所述核心布设子区域中。
[0098]
具体的，针对sar卫星的高分辨率小幅宽模式，终端设备可以基于预设单中心多层级建设原则，首先在目标布设区域内选取满足均匀平坦且面积较大的区域作为核心布设子区域，比如核心布设子区域可以为矩形区域，然后，为了使得在多颗sar卫星轨道覆盖存在差异或单颗sar卫星轨道位置存在偏差情况下仍能有足够数量的目标定标设备被覆盖，可以以各模式标准幅宽的4/5为各模式对应矩形布设区域的尺寸、在目标布设区域被以对角线划分的四个布设象限中布设目标定标设备的基础上，通过层层嵌套的方式，保证各个模式下都有足够数量的目标定标设备被覆盖。
[0099]
示例性的，如图2所示，当sar卫星为高分辨率小幅宽模式时，在目标布设区域中选取一块均匀平坦且面积较大的区域作为核心布设子区域，并将其划分为四个布设象限，然后以该核心布设子区域为中心、以各模式标准幅宽的4/5为各模式对应矩形布设区域的尺寸进行层层嵌套的方式外扩(比如，当sar卫星的最小幅宽为10km时，核心布设子区域的大小可以为8km*8km的矩形区域)，确定外扩的每层外扩布设子区域中满足sar卫星各模式所
需最小雷达散射截面积的对应目标定标设备，并将确定的目标定标设备对应均匀布设于外扩的每层外扩布设子区域的四个布设象限中，以此保证sar卫星各个标准幅宽模式下都有足够数量的定标设备被覆盖。
[0100]
本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法，通过以目标布设区域内的核心布设子区域为中心、以sar卫星各模式标准幅宽的预设值为各模式对应布设子区域的尺寸进行层层外扩操作的方式，实现将目标定标设备分别布设于各个外扩布设子区域以及核心布设子区域中的目的，以此满足sar卫星高分辨率小幅宽模式的多种定标检验任务需求，提高了sar卫星定标检验的灵活性和可靠性。
[0101]
可选的，所述预设中心层级建设原则包括多中心多层级建设原则时，步骤130的实现过程可以包括：
[0102]
首先，基于所述多中心多层级建设原则，确定所述目标布设区域内的核心布设子区域以及至少一个副中心布设子区域；然后，确定以所述核心布设子区域为中心、以所述sar卫星各模式标准幅宽的预设值为所述各模式对应布设子区域的尺寸分别进行沿所述核心区布设子区域拓展和/或沿所述副中心布设子区域拓展的拓展布设区域方向的层层外扩操作，得到各个外扩布设子区域；最后，将所述目标定标设备分别布设于所述外扩布设子区域、所述核心布设子区域及所述副中心布设子区域中。
[0103]
具体的，确定以核心布设子区域为中心、以sar卫星各模式标准幅宽的预设值为各模式对应布设子区域的尺寸分别进行沿核心布设子区域拓展和/或沿副中心布设子区域拓展的方式得到外扩布设子区域时，可以再进一步将核心布设子区域、副中心布设子区域以及其对应的外扩布设子区域分别划分为四个布设象限，以将目标定标设备分别均匀布设于外扩布设子区域、核心布设子区域及副中心布设子区域的四个布设象限中。
[0104]
需要说明的是，针对sar卫星的低分辨率大幅宽模式，终端设备可以基于多中心多层级建设原则，可以沿目标布设区域对角线划分四个象限，在预设单中心多层级建设原则进行布设的基础上，选择一个核心布设子区域和若干个副中心布设子区域，配合进行大幅宽sar卫星模式的定标检验。对于中幅宽，如150km，预设单中心多层级建设原则的布设方法无法满足目标定标设备均匀布设的定标检验需求，因此在sar卫星距离向上的两个对角象限中选取核心布设子区域与副中心布设子区域，按照多层级方法进行层层嵌套，配合进行中幅宽sar卫星定标检验；而对于如300km的大幅宽模式，为保证目标定标设备均匀分布且数量足够，可在目标布设区域内选取一个核心布设子区域以及且沿sar卫星距离向在核心布设子区域两侧分别选择两个副中心布设子区域，配合核心布设区实现大幅宽综合任务。
[0105]
示例性的，如图3所示，当sar卫星为低分辨率大幅宽模式时，可以先沿目标布设区域的对角线划分为四个象限，然后在目标布设区域中选择一个核心布设子区域和若干个副中心布设子区域，比如沿sar卫星距离向在核心布设子区域的两侧分布选择两个副中心布设子区域，以核心布设子区域为中心时可以沿sar卫星距离向向左侧进行层层外扩以及沿sar卫星距离向向右侧进行层层外扩操作，以此实现两个副中心布设子区域配合核心布设子区域完成大幅宽布设任务，此时两个副中心布设子区域可作为核心布设区的检验区域，既可以通过放置雷达散射截面积较大的定标设备的方式实现拓展且支撑大幅宽的定标检验的目的，也可以通过放置雷达散射截面积较小的定标设备用作检验场站的方式实现满足满足核心布设区域定标后的小幅宽sar图像检验需求的目的。
[0106]
需要说明的是，沿sar卫星距离向在核心布设子区域的两侧分布选择两个副中心布设子区域，能够在距离向拉宽布设范围，使得在以核心布设子区域为中心嵌套了一定层数的布设范围后仍不能满足大范围幅宽布设要求或者定标设备不能实现均匀布设时，可以继续在副中心布设子区域的作用下进一步进行外扩。
[0107]
本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法，通过以目标布设区域内的核心布设子区域为中心、以sar卫星各模式标准幅宽的预设值为各模式对应布设子区域的边长进行沿副中心布设子区域拓展的拓展布设区域方向的层层外扩操作的方式，实现将目标定标设备分别布设于外扩布设子区域、核心布设子区域及副中心布设子区域中的目的，以此满足sar卫星多分辨率大幅宽模式的定标检验任务需求，不仅支持复杂的多sar卫星多幅宽模式条件下长期布设、自动化运行，也能周期性服务于多模式sar卫星的定标检验，为sar图像定量化应用提供有力的技术支持。
[0108]
在实际处理过程中，当目标定标设备包括有源定标器和自动角反射器时，对于小幅宽模式辐射定标检验，目标定标设备布设可按照“十”字形方案予以实施，如图4所示。在sar卫星距离向上等间隔布设若干等雷达散射截面积的自动角反射器或有源定标器，在避免sar卫星姿态变化导致天线方向图改变的基础上，验证sar卫星的相对辐射定标精度、距离向天线方向图以及求解绝对辐射定标常数；在方位向上，按sar雷达散射截面积大小等间隔布设若干有源定标器和自动角反射器，用以验证sar系统的线性性能和绝对辐射定标。
[0109]
对于几何定标检验，可以参照图5进行布设，由于sar卫星的斜距成像原理，不同距离产生的几何畸变不同，因此，在几何定标检验时，目标定标设备位置应尽量充分、均匀地分布在sar卫星距离向和方位向上。为满足均匀分布的几何定标检验需求，在目标布设区域中沿对角线划分为四个布设象限，保证四个布设象限中均有设备覆盖。
[0110]
对于极化定标检验，可以参照图6进行布设，比如有源定标器相对于sar雷达视线取向角分别为0
°
、90
°
和45
°
时，可生成时，可生成三种极化散射矩阵。在目标布设区域中，以相对于sar雷达视线的取向角分别为0
°
、90
°
和45
°
的3台有源定标器构成三角形，求解发射和接收极化失真矩阵；同时在距离有源定标器组较近和较远位置各布设一台默认雷达视线取向角(45
°
)的有源定标器，在支持极化检验的同时可配合进行辐射定标与检验，必要时可配合若干机动角反射器进行多重检验。
[0111]
在实际处理过程中，以锡林浩特真实性检验站建设为例，以锡林浩特观象台野外试验基地为布设中心，对于10km幅宽，规划设计8km*8km核心布设子区域内布设5台有源定标器，4台1m自动角反射器；对于30km幅宽，在核心布设子区域周边25km*25km范围内，共计布设5台有源定标器，7台1m自动角反射器，1台2m自动角反射器；对于100km幅宽，在核心布设子区域周边80k*80km范围内，共计布设5台有源定标器，11台1m自动角反射器，2台2m自动角反射器；对于200km幅宽，规划设计160km*160km范围内，核心布设子区域共计5台有源定标器，11台1m自动角反射器，2台2m自动角反射器，副中心布设子区域有1台有源定标器，3台1m自动角反射器；对于大于300km的幅宽，核心布设子区域中布设5台有源定标器，11台1m自动角反射器，2台2m自动角反射器，在sar卫星距离向两侧分别选择两个副中心布设子区域，分别布设1台1m有源定标器，3台1m自动角反射器，配合核心布设子区域实现大幅宽综合任务。
[0112]
结果表明，本发明提供的sar卫星定标检验场建设方法是一种基于多站点固定布设的多层级sar卫星定标检验场建设方法，具有较好的效果，能有效满足多型号、多波段、多模式sar卫星定标检验需求，并且利用本发明方法进行sar卫星定标检验场建设能充分利用固定布设、无人值守、自动运行、自主供电、远程控制的有源定标器和自动角反射器，有效提高地面数据获取频率，保证地面参考数据的稳定性和可靠性的同时节约大量的人力物力财力。此外，定标检验场建设切实遵循“一场多用”的建设原则，能够满足多型号、多波段、多模式星载sar辐射、极化与几何等综合多任务定标检验，突破现有定标检验场临时布设、规模较小、功能单一的限制，为sar卫星数据提供周期性检验，保证sar卫星数据质量。
[0113]
下面对本发明提供的sar卫星定标检验场建设装置进行描述，下文描述的sar卫星定标检验场建设装置与上文描述的sar卫星定标检验场建设方法可相互对应参照。
[0114]
图7示例了一种sar卫星定标检验场建设装置，如图7所示，该sar卫星定标检验场建设装置700，包括：获取模块710，用于获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域；确定模块720，用于确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备；布设模块730，用于基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中；其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
[0115]
可选的，布设模块730，具体可以用于基于所述预设单中心多层级建设原则，确定所述目标布设区域内的核心布设子区域；确定以所述核心布设子区域为中心、以所述sar卫星各模式标准幅宽的预设值为所述各模式对应布设子区域的尺寸进行层层外扩操作，得到各个外扩布设子区域；将所述目标定标设备分别布设于所述外扩布设子区域及所述核心布设子区域中。
[0116]
可选的，布设模块730，具体还可以用于基于多中心多层级建设原则，确定所述目标布设区域内的核心布设子区域以及至少一个副中心布设子区域；确定以所述核心布设子区域为中心、以所述sar卫星各模式标准幅宽的预设值为所述各模式对应布设子区域的尺寸分别进行沿所述核心布设子区域拓展和/或沿所述副中心布设子区域拓展的拓展布设区域方向的层层外扩操作，得到各个外扩布设子区域；将所述目标定标设备分别布设于所述外扩布设子区域、所述核心布设子区域及所述副中心布设子区域中。
[0117]
可选的，确定模块720，具体可以用于确定所述sar卫星不同模式下所述目标布设区域的最小雷达散射截面积；根据所述最小雷达散射截面积与初始定标设备的雷达散射截面积之间的关系，确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备。
[0118]
可选的，确定模块720，具体还可以用于确定所述目标布设区域的后向散射系数图；基于所述后向散射系数图，将所述目标布设区域划分为多个感兴趣布设区；确定每个所述感兴趣布设区的平均后向散射系数；基于所述平均后向散射系数，计算每个所述感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积。
[0119]
可选的，确定模块720，具体还可以用于基于所述平均后向散射系数，计算每个所述感兴趣布设区在所述sar卫星不同模式下的最小目标雷达散射截面积，其计算公式为：
[0120][0121]
其中，scr表示预设的信杂比目标值，表示第k个感兴趣布设区的平均后向散
射系数，λa表示所述sar卫星的模式λ在方位向的像元间隔，λr表示所述sar卫星的模式λ在距离向的像元间隔，表示所述sar卫星在模式λ下第k个感兴趣布设区的最小雷达散射截面积。
[0122]
可选的，确定模块720，具体还可以用于计算初始定标设备的雷达散射截面积；判断所述初始定标设备的雷达散射截面积是否满足所述最小雷达散射截面积；当所述初始定标设备的雷达散射截面积满足所述最小雷达散射截面积，则将所述初始定标设备确定为所述目标定标设备。
[0123]
图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备800可以包括：处理器(processor)810、通信接口(communicationsinterface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行sar卫星定标检验场建设方法方法，该方法包括：
[0124]
获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域；
[0125]
确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备；
[0126]
基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中；
[0127]
其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
[0128]
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0129]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的sar卫星定标检验场建设方法，该方法包括：
[0130]
获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域；
[0131]
确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备；
[0132]
基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中；
[0133]
其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
[0134]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的sar卫星定标检验场建设方法，该方法包括：
[0135]
获取用于sar卫星定标检验的目标布设区域；
[0136]
确定可满足所述sar卫星不同模式覆盖需求的目标定标设备；
[0137]
基于预设中心层级建设原则，将所述目标定标设备布设于所述目标布设区域中；
[0138]
其中，所述预设中心层级建设原则包括以所述目标布设区域中的核心布设子区域为中心进行层层外扩且将所述目标定标设备布设于外扩的子区域及所述核心布设子区域中。
[0139]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0140]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0141]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。