中国空间科学技术 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (3): 100-109.doi: 10.16708/j.cnki.1000.758X.2025.0042
赵秉吉1 ,贺玮1,2,* ,张庆君1 ,索志勇3 ,遆晶晶3
ZHAO Bingji1, HE Wei1,2,*, ZHANG Qingjun1, SUO Zhiyong3, TI Jingjing3
摘要: 针对基于反射面天线的Geo-SAR(Geosynchronous Synthetic Aperture Radar)凝视成像模式下的卫星姿态控制方法进行研究,解决卫星快速机动问题,提升时效性。首先,阐述了Geo-SAR卫星凝视模式的成像模型和多普勒历程特性,并与低轨SAR卫星的差异进行对比。Geo-SAR卫星有大偏航角的特点,利用传统二维偏航导引方法,实现正侧视推扫成像,最大姿态控制角度可达约±76°,姿控时间过长,响应能力差,无法发挥Geo-SAR快速响应的优势。为了解决该问题,提出一种定点凝视的二维俯仰滚动姿态控制角度算法,可实现卫星全轨对任意地面场景持续定点凝视。该方法最大姿态控制角度可减小至约±7.2°,姿态调整时间缩短了至少一个数量级,极大提升了卫星的好用易用性。最后,阐述了针对Geo-SAR凝视成像模式的快速BP(Back Projection)成像算法,并完成了25m×25m分辨率点目标成像仿真,聚焦结果良好,成像指标达到理论值,验证了所提出的姿控方法的正确性。结论表明提出的方法可以将Geo-SAR卫星的姿态机动时间缩短至少一个量级,提升卫星响应能力,可为后续Geo-SAR卫星姿控方案设计提供参考。