[發明專利]雨雪環境下的目標全極化散射矩陣誤差模型構建方法

在審

• 申請號: 202110409782.4
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113189552A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 劉芳;白楊;呂鳴;侯浩浩
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

本發明涉及一種雨雪環境下的目標全極化散射矩陣誤差模型構建方法、計算機設備及計算機可讀存儲介質，該方法包括：對雨雪環境進行極化效應分析，確定氣象目標的反射對稱性；構建雨雪環境下的傳輸矩陣；設置目標，確定測量系統自身引入的系統誤差影響；在系統誤差影響的基礎上，結合傳輸矩陣，增加雨雪環境引入的環境誤差影響，構建雨雪環境下目標全極化散射矩陣誤差模型。本發明通過對雨雪環境及測量系統的誤差分析，構建了目標全極化散射矩陣的測量誤差模型。

技術領域

本發明涉及目標測量技術領域，尤其涉及一種雨雪環境下的目標全極化散射矩陣誤差模型構建方法、計算機設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

在目標全極化散射矩陣測量中，為了得到準確的數據，對(全極化)雷達測量系統探測得到的數據進行誤差校準，去除誤差影響，是非常有必要的。目標測量誤差包括很多種，如實驗室背景誤差、多徑效應等，而在室外測量時，由于典型大氣環境，例如雨雪環境，造成的誤差影響也不容忽視，因此，如何構建目標全極化散射矩陣在雨雪環境下的誤差模型，對于后續提升散射矩陣的測量精度至關重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種大氣環境下的目標全極化散射矩陣誤差模型的構建方法，以便分析雨雪環境所引起的誤差對目標全極化散射矩陣測量的影響，提高雷達測量精度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種雨雪環境下的目標全極化散射矩陣誤差模型構建方法，該方法包括如下步驟：

S1、對雨雪環境進行極化效應分析，確定氣象目標的反射對稱性；

S2、構建雨雪環境下的傳輸矩陣；

S3、設置目標，確定測量系統自身引入的系統誤差影響；

S4、在系統誤差影響的基礎上，結合傳輸矩陣，增加雨雪環境引入的環境誤差影響，構建雨雪環境下目標全極化散射矩陣誤差模型。

優選地，所述步驟S1中，對雨雪環境進行極化效應分析時，設雨雪環境中傳輸電磁波的介質由粒子構成，各所述粒子為非球體，且有特定的傾斜方向，組成各向異性介質；

確定氣象目標的反射對稱性時，根據介質中各所述粒子的平均傾斜角和雷達視線確定介質的反射對稱面，進而根據反射對稱面建立坐標系，令反射對稱面為XZ平面。

優選地，所述步驟S2中，構建雨雪環境下的傳輸矩陣時，針對散射矩陣進行構建，令P(+-)表示圓極化基下對應散射矩陣的傳輸矩陣，P(+-)的表達式為：

γ＝(γ₁+γ₂)/2,Δγ＝γ₂-γ₁

其中，γ表示傳輸常數，γ₁表示第一特征極化對應的傳輸常數，γ₂表示第二特征極化對應的傳輸常數，L表示介質區域的長度，τ和τ₂均表示復常數；

進而得到圓極化基下的散射矩陣表達式為：

其中，S₊₊表示發射和接收都是右旋圓極化時的散射系數，S_+-表示發射左旋圓極化接收右旋圓極化時的散射系數，S_--表示發射和接收都是左旋圓極化時的散射系數，S^c表示理想條件下的散射矩陣，P^t(+-)為P(+-)的轉置；

雨雪環境的介質關于XZ平面對稱，根據平行于介質反射對稱面的線性極化基α和垂直于介質反射對稱面的線性極化基β，將對應散射矩陣的傳輸矩陣表達式改寫為：

其中，P_S(αβ)表示線性極化基α和線性極化基β下，對應散射矩陣的傳輸矩陣。