[发明专利]一种基于三个点目标的全极化合成孔径雷达快速极化校正的方法

说明书

本发明公开了一种基于三个点目标的全极化合成孔径雷达快速极化校正的方法，该方法通过三面角反射器、二面角反射器以及旋转22.5度二面角反射器的三个点目标，依据目标实测与理论散射矩阵来获取校正矩阵，然后利用校正矩阵对全极化合成孔径雷达的回波数据进行校正，从而对全极化合成孔径雷达各极化通道之间的幅度与相位不平衡及串扰进行校正。本发明方法校正处理过程简单、实用性强、成本低、精度高、易于操作，不需要依赖于成像区域的先验知识，且对系统性能不需做任何假设，可用于实验室环境和野外环境下对全极化合成孔径雷达系统的极化校正。

技术领域

本发明涉及一种全极化合成孔径雷达，更特别地说，是指一种基于三个点目标的全极化合成孔径雷达快速极化校正的方法。本发明方法能够实现对全极化合成孔径雷达各极化通道之间幅度与相位的不平衡及串扰的校正，以期从校正后的幅度与相位中提取真实、准确的目标极化散射特性。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种全天时、全天候的主动式信息获取系统。如图1所示，合成孔径雷达的全链路系统可以分为三个部分，即雷达载体平台上的回波数据获取部分、空间段数据传输部分以及地面段数据处理部分。合成孔径雷达系统通过发射和接收脉冲信号，获取合成孔径雷达原始回波数据。

全极化合成孔径雷达综合了高分辨成像技术和全极化测量的优点，对地物目标的形状、方向、结构、纹理等物理特征具有高度敏感性，丰富的极化信息可用于刻画目标的极化散射特性，在农业大面积地物分类、森林物种识别、地质结构描述、土壤湿度估计、海冰检测、海洋学和军事目标检测与识别等领域有着广泛的应用。然而，在实际的极化测量过程中，全极化合成孔径雷达系统易受到各极化之间的幅度与相位不平衡及串扰的影响，使得全极化合成孔径雷达获取的数据已无法准确地反映目标特性和散射机理，因此，极化校正是极化雷达精确获取目标极化散射特性的前提和基础。

全极化合成孔径雷达的极化校正技术能实现全极化合成孔径雷达对地“定量”观测，还原目标真实的极化散射特性，具有重要的现实和工程意义。

发明内容

为了解决全极化合成孔径雷达中各极化通道之间的幅度与相位不平衡及串扰造成的回波信号失真，本发明提出了一种基于三个点目标的全极化合成孔径雷达快速极化校正的方法。该方法通过三面角反射器、二面角反射器以及旋转22.5度二面角反射器的三个点目标，依据目标实测与理论散射矩阵来获取校正矩阵，然后利用校正矩阵对全极化合成孔径雷达的回波数据进行校正，从而对全极化合成孔径雷达各极化通道之间的幅度与相位不平衡及串扰进行校正。本发明方法校正处理过程简单、实用性强、成本低、精度高、易于操作，不需要依赖于成像区域的先验知识，且对系统性能不需做任何假设，可用于实验室环境和野外环境下对全极化合成孔径雷达系统的极化校正。

本发明是一种基于三个点目标的全极化合成孔径雷达快速极化校正的方法，极化校正是在SAR信号处理器中完成的，所述极化校正步骤如下：

步骤一，根据全极化合成孔径雷达发射和接收模型，明确各极化之间的幅度与相位不平衡及串扰造成的回波信号失真影响，分别建立参考目标的实测散射矩阵与理论散射矩阵；

所述的全极化合成孔径雷达的理论散射矩阵为

所述的参考目标的实测散射矩阵为