[發明專利]全極化合成孔徑雷達圖像目標補償EOC方法

有效

• 申請號: 202011441285.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112558069B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 陳皆紅;林琿;馬培峰;李佳馨;張紅;王超
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 王力文

本發明涉及雷達技術領域，公開了全極化合成孔徑雷達圖像目標補償EOC方法，包括以下步驟：輸入全極化數據，并表示為相干矩陣T；分別求解出定向角ψ和橢圓率角τ；利用目標定向角ψ和橢圓率角τ同時對相干矩陣T進行定向角補償和橢圓率角補償，獲得補償后的相干矩陣從而徹底解決目標不滿足反射對稱性的問題。EOC方法補償后，能夠有效地減少分解之后出現的負功率像素數量。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，特別涉及全極化合成孔徑雷達圖像目標補償EOC方法。

背景技術

極化合成孔徑雷達(POLSAR，極化SAR)是一種先進的對地觀測合成孔徑雷達系統(SAR)。與傳統SAR相比，極化SAR極大地提高了對地面目標散射信息的獲取能力，是現代SAR發展的重要方向之一。隨著人們對極化SAR理論理解的逐步深入以及SAR技術的不斷發展，極化SAR技術在最近幾十年取得了突飛猛進的發展。極化SAR在土地覆蓋分類、地物參數反演、目標識別、地形測繪、城市變化監測、海洋監測等眾多領域正取得日益廣泛而深入的應用。極化SAR應用的一個基本前提是對目標的極化特性進行分析。目標極化分解就是一種重要的、常用的目標極化特性分析技術。其中，基于模型的非相干目標極化分解由于操作簡單、物理意義明確成為了目標極化分解的重要分支。近些年，基于模型的非相干目標極化分解引起了廣泛關注，吸引了大批研究人員的注意力，已經成為目標極化分解和極化SAR領域的研究熱點、難點。

由于目標散射矩陣同極化、交叉極化元素存在耦合，后續分類、變化檢測、分解等運用存在問題。本發明主要解決極化散射矩陣中同極化、交叉極化的耦合，以利于后續運用。

本發明專利主要解決極化合成孔徑雷達圖像中同極化和交叉極化分量之間的耦合問題。在極化合成孔徑雷達(POLSAR)中，散射時目標對極化電磁波存在變極化作用，造成目標散射矩陣元素在傳統的水平-水平極化(HH)、垂直-垂直極化(VV)散射系數與水平-垂直極化(HV)散射系數存在耦合。

現有基于模型非相干目標極化分解方法分解之后，像素總是出現負功率，這意味著目標散射回波功率是負數，不合理。基于模型非相干目標極化分解出現負功率像素的原因之一是目標不滿足反射對稱性。

發明內容

本發明提供全極化合成孔徑雷達圖像目標補償EOC方法，徹底解決目標不滿足反射對稱性，能夠有效地減少分解之后出現的負功率像素數量。

本發明提供了全極化合成孔徑雷達圖像目標補償EOC方法，包括以下步驟：

S1、輸入全極化數據，并表示為相干矩陣T；

S2、由式(2)和式(3)分別求解出定向角初始值ψ₀和橢圓率角初始值τ₀，令I_m＝100、ψ_m＝ψ₀、和τ_m＝τ₀；

其中，tan^-1是四象限的反正切函數，Re、Im分別表示對復數取實部、虛部，由于式子前面的因子所以求出的目標定向角ψ和橢圓率角τ被限定在[-π/4，π/4]；

S3、當目標定向角橢圓率角時，利用目標定向角ψ和橢圓率角τ同時對相干矩陣T進行目標補償，獲得補償后的相干矩陣T；

S4、計算

S5、比較I和I_m，若I＜I_m，則令ψ_m＝ψ，τ_m＝τ，

S6、若目標定向角且橢圓率角時，遍歷結束，輸出ψ_m、τ_m和否則，執行S3～S5，直到遍歷結束。