[發(fā)明專利]非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110346856.0
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN103091666A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宇;李焱磊;周良將;梁興東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達信息獲取與處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法。

背景技術(shù)

極化合成孔徑雷達(SAR)是一種多參數(shù)、多通道微波成像雷達系統(tǒng)，其測量數(shù)據(jù)相比傳統(tǒng)SAR包含了更豐富的目標(biāo)信息，在海洋學(xué)、冰川學(xué)、農(nóng)林、地形測繪以及軍事目標(biāo)偵探方面有著廣泛的用途。由于極化SAR系統(tǒng)誤差會帶來極化SAR數(shù)據(jù)失真，必須對極化SAR經(jīng)過極化定標(biāo)。系統(tǒng)誤差主要指系統(tǒng)不同極化收發(fā)通道間的不平衡(包括幅度和相位)，和通道間的串?dāng)_即極化隔離度參數(shù)。

機載極化SAR系統(tǒng)的定標(biāo)一直是極化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用的難題之一。目前常用的方法有基于點目標(biāo)、分布目標(biāo)、點目標(biāo)和分布目標(biāo)混合的定標(biāo)方法。分布目標(biāo)利用散射特性均勻的天然地物作為定標(biāo)場，但存在定標(biāo)精度難以準(zhǔn)確評價，定標(biāo)區(qū)域受限的缺點，點目標(biāo)與分布目標(biāo)混合的方法也存在類似缺陷。常規(guī)點目標(biāo)方法利用散射特性已知的理想定標(biāo)器，通常只能標(biāo)定定標(biāo)器所處的局部區(qū)域的定標(biāo)結(jié)果準(zhǔn)確性，并不考慮定標(biāo)器和載機姿態(tài)引入的非思想條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是公開一種非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法，以提高定標(biāo)結(jié)果的精度和可靠性。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

提出結(jié)合定標(biāo)器位置姿態(tài)、尺寸結(jié)構(gòu)和載機位置姿態(tài)來修正理想定標(biāo)器散射矩陣，作為定標(biāo)模型中的已知定標(biāo)器散射矩陣；本發(fā)明提出在極化定標(biāo)處理之前，先做天線方向圖校正，解決極化定標(biāo)參數(shù)隨天線視角變化的問題；本發(fā)明提出考慮載機姿態(tài)引起的極化角變化，并修正極化定標(biāo)模型，在修正極化定標(biāo)模型后，再做定標(biāo)處理提取發(fā)射失真矩陣和接收失真矩陣，完成極化校正。

本發(fā)明一種非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法，其包括步驟：

a)首先，根據(jù)天線視角和極化定標(biāo)指標(biāo)要求，沿距離向布設(shè)一列三面角定標(biāo)器和二面角定標(biāo)器；

b)以定標(biāo)器位置姿態(tài)、尺寸結(jié)構(gòu)和載機位置姿態(tài)來修正理想定標(biāo)器散射矩陣，作為定標(biāo)模型中的已知定標(biāo)器散射矩陣；

c)基于定標(biāo)器自身和載機姿態(tài)變化引入定標(biāo)器散射矩陣非理想性，進行天線方向圖校正；

d)再針對載機姿態(tài)引入的極化角變化，進行極化定標(biāo)模型修正；

e)最后，提取發(fā)射失真矩陣和接收失真矩陣，完成極化定標(biāo)。

所述的非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法，其中，所述a)步，是沿距離向布設(shè)一列10個三面角定標(biāo)器，每間隔3°布設(shè)，用來做天線方向圖校正；其中在第3和第7個三面角定標(biāo)器兩側(cè)間距50m，各放置一個0°和45°的二面角定標(biāo)器，形成每組含3個定標(biāo)器的兩組極化定標(biāo)器組。

所述的非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法，其中，所述b)步中的定標(biāo)器尺寸結(jié)構(gòu)：三面角定標(biāo)器直角邊尺寸為1.6m，二面角定標(biāo)器公共邊尺寸為1.2m×2m；機載P波段極化SAR中心頻率620MHz，波長約0.5m，帶寬200MHz，距離波束寬度26°，中心視角50°。

所述的非理想定標(biāo)器條件下的機載P波段極化SAR定標(biāo)方法，其中，所述b)步中的理想定標(biāo)器散射矩陣修正，散射矩陣一般表示為：ShhShvSvhSvv,]]>散射矩陣元素與RCS的對應(yīng)關(guān)系為σ_pq＝4π|S_pq|²，散射矩陣和RCS的下標(biāo)代表極化狀態(tài)，S_hv表示h極化接收，v極化發(fā)射；

對于中等尺寸或電大尺寸的三面角定標(biāo)器，采用下式計算RCS修正值：