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建设先进的星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)仿真系统对于星载SAR的研制和性能分析有着重要的意义。由于卫星是在特定的轨道上飞行,所以对卫星轨道的建模与仿真是星载SAR仿真系统研究中关键的一个环节。计算卫星的轨道数据需要综合考虑力学模型、地球运动模型、坐标系统和时间系统等因素,而星载SAR仿真系统中需求的轨道数据量大、精度高。本文围绕着星载SAR仿真系统中卫星轨道的建模与仿真进行了深入的研究,在二体力学模型下,综合考虑地球岁差、章动、极移、自转的运动模型,计算出的轨道数据与STK(Satellite Tool Kit,简称STK)软件对比的误差在10? 4米量级以下。本文研究的内容主要包括以下几个方面:1.分析了星载SAR仿真系统的结构与特点以及其与机载SAR仿真系统在SAR运行平台上的不同之处。研究了卫星轨道动力学的基本原理和在惯性坐标系下计算卫星轨道数据的算法,以及开普勒方程的解法。2.研究并选择计算地球岁差、章动、自转和极移的算法,给出了算法实现的具体方案。研究了DE405星历数据的结构,并编写程序提取了DE405星历中用于计算章动的数据。研究了EOP(Earth Orientation Parameters,简称EOP)数据的结构,并编写程序提取了计算极移和地球自转角所需要的EOP数据。3.研究了轨道计算中常用的时间系统和坐标系统,分析了各坐标系统与地球岁差、章动、自转和极移之间的联系。研究了将卫星轨道数据从J2000.0惯性坐标系转换到地心地固坐标系下的算法,以及由地心地固坐标数据计算经纬度和高度的算法。4.为星载SAR仿真系统开发了卫星轨道仿真的软件模块。将该软件模块计算的数据与STK软件计算的数据作了大量的对比测试,对比的误差均在米的量级以下,并通过对点目标成像的测试验证了该量级的误差不会对星载SAR成像造成影响。10?45.为卫星轨道仿真软件模块开发了可视化的用户界面。