[發明專利]反射非對稱信息的合成孔徑雷達極化定標方法

在審

• 申請號: 201710672671.6
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107422324A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 黃瑞金;陳莉;向筱;程多祥;何曉禎;周興霞;廖露;李建;周凱;趙禎
• 申請（專利權）人: 四川測繪地理信息局測繪技術服務中心
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/40
• 代理公司: 成都市鼎宏恒業知識產權代理事務所(特殊普通合伙)51248
• 代理人: 羅韜

技術領域

本發明涉及SAR雷達極化定標方法，具體涉及反射非對稱信息的合成孔徑雷達極化定標方法。

背景技術

對于定標前反射非對稱信息的處理方法很少有人涉及，Kimura采用功率值排除反射非對稱的建筑物區域后剩余使用區域參與定標(Kimuraetal.,2004)，Freeman假設未定標前的系統誤差較低以此提出了一種法拉第旋轉的估計方法(Freeman,2004)。國內學者有將飛行姿態角代入Whitt算法的嘗試(張林濤等,2011)。在通常情況下，飛行俯仰角不會超過10°，而地面坡度在很多時候、很多區域都遠遠不止這個程度，所以機載平臺定標需要考慮更多的是地形條件影響下反射非對稱信息的引入及參數求解方法。但是如果地形平坦，而飛行姿態角變化較大時，本專利介紹的將反射非對稱信息引入定標的方法也可以適用于此。

傳統的極化定標方法都是僅滿足地形起伏平坦和飛行姿態穩定條件，使得極化定標無法解決分布式目標不滿足反射對稱性的假設。利用多源數據，可以先行提供地形起伏區域和飛行姿態不穩(極化方位角)的信息。利用這一先驗信息，提出一種反射非對稱已知情況下引入其信息，可用于地形起伏區域和飛行姿態不穩的的極化定標方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種，解決傳統的極化定標方法都是僅滿足地形起伏平坦和飛行姿態穩定條件，使得極化定標無法解決分布式目標不滿足反射對稱性的假設的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：反射非對稱信息的合成孔徑雷達極化定標方法,所述方法包括如下步驟：

步驟1：獲取未標定數據矩陣[O]；

步驟2：將未標定數據轉為協方差矩陣，初始化相量U，V，W，Z設置為0，設置為1；

步驟3：使用初始化相量U，V，W，Z，調整方差矩陣[C]；

步驟4:通過雙波段配準獲取到P波段對應的極化方位角偏移矩陣P；

步驟5:根據偏移矩陣P,計算出U，V，W，Z；

步驟6:再計算出

步驟7:利用角反射器,判斷是否收斂,如果收斂,去除同極化通道不平衡，執行步驟8；如果不收斂則使用初始化相量U，V，W，Z，調整方差矩陣[C]，通過雙波段配準獲取到P 波段對應的極化方位角偏移矩陣P；根據偏移矩陣P,計算出U，V，W，Z；再計算出重復本步驟；

步驟8:去除同極化通道不平衡，使用U，V，W，Z，k參數糾正數據。

更進一步的技術方案是，步驟1所述合成孔徑雷達的數據矩陣包括合成孔徑雷達的VV 通道回波數據、合成孔徑雷達的VH通道回波數據、合成孔徑雷達的HH通道回波數據、合成孔徑雷達的HV通道回波數據。

更進一步的技術方案是，在步驟3中,所述方差矩陣[C]＝[O][O]^H。

更進一步的技術方案是，在步驟4中，所述雙波段配準獲取到P波段對應的極化方位角偏移矩陣P的子步驟包括：

4a：利用單軌雙天線X波段的干涉數據生成DEM；

4b：運用公式計算得到極化方位角偏移量。方位向坡度和距離向坡度由DEM數據推算出來。其中，入射角信息來自元數據；

4c：P波段HH極化幅度影像作為配準影像對中的主攝影。相應地，X波段HH極化幅度影像被視為配準副影像(待匹配目標影像)，需要指出的X波段HH極化幅度影像來自雙天線干涉數據中的主天線部分。經過人工選點和匹配得到兩組配對的地面控制點集。隨后采用二次幾何模型得到兩幅影像的變化關系。

4d:因為DEM數據和X波段主天線影像有著一樣的坐標系，所以極化方位角偏移和X波段影像之間變換關系。利用配準參數變換和重采樣后，極化方向角偏移便可獲得。

更進一步的技術方案是，極化方向角偏移量與雷達視角以及地形坡度的幾何關系如下

式中，tanω是方向坡度，tanγ是地距向坡度，φ雷達視角。

更進一步的技術方案是，步驟8所述的如果收斂，去除同極化通道不平衡，使用U，V， W，Z，k參數糾正數據，具體包括以下子步驟：

6a：C＝OO^H＝YMPS(SPMY)^H＝(YXFKP)E(PKFXY)^H

式中為了構建表達定標過程定標因子Y獲得。有如下表達：

E∝(PM)^-1C((MP)^H)^-1＝(PKFX)^-1C((XFKP)^H)^-1