[发明专利]一种极化信号星地全链路传输模型建立方法及系统

说明书

本发明提供了一种极化信号星地全链路传输模型建立方法及系统，包括：步骤一，统一有线链路和无线链路极化信号传输的理论模型；步骤二，针对“交替发射同时接收”的极化SAR系统建立系统模型；步骤三，针对系统模型进行数学抽象得到极化信号星地全链路传输的数学模型。本发明建立起多极化SAR卫星极化信号星地全链路传输的模型，其理论模型将有线链路和无线链路统一，其系统模型实现了多极化SAR卫星极化信号传输的链路影响因素分析，其数学模型实现了多极化SAR卫星极化信号传输过程中各环节影响因素的定量化计算。本发明普适于“交替发射同时接收”的多极化SAR卫星。

技术领域

本发明涉及多极化合成孔径雷达领域，具体地，涉及一种极化信号星地全链路传输模型建立方法及系统。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)因其全天时全天候高分辨率对地观测能力在各领域得到了广泛的应用，如洪涝监测、海洋监测、农业普查及地形测绘等。多极化SAR能够获取目标更为丰富的极化信息，因此极化SAR图像的解译和定量化应用优势更加明显。

对于多极化SAR图像，目标极化散射矩阵的准确测量是极化SAR领域研究的基础性问题，其正确的获取能够为后续的极化检测、目标识别等应用提供有力保证。理想状态下，极化SAR系统的极化通道间是没有能量泄漏、互不影响的，而且两个极化通道间的幅相特性一致。但由于多极化SAR系统的极化通道间隔离度不够高、工程上不可能做到完全一致，而且电磁波在空间链路传输特性复杂等多种因素的影响，极化SAR系统测量得到的极化散射矩阵会引入失真。因此需要对极化信号在星地全链路中进行传输模型的建立，以分析、分解和控制各环节中引入的误差。

本职务智力成果与国内外现有技术，以及与最接近的已有技术成果的比较：

文献1为Polarimetric SAR Internal Calibration Scheme Based on TRModule Orthogonal Phase Coding的文章、文献2为分布式双极化卫星移动MIMO信道模型的文章以及文献3为极化雷达的同时全极化测量与校准技术的文章均公开了相关的技术。但是文献1仅针对SAR系统射频链路中TR组件相关的系统模型进行了分析；文献2面向分布式双极化卫星的移动MIMO信道建立模型，对极化分集和空间分集构成的MIMO系统进行了理论模型分析，与极化SAR系统工作方式不同；文献3针对传统同时全极化测量技术中存在的极化测量误差问题，介绍了基于模糊函数矩阵的同时全极化测量新方法，是针对极化误差端到端测量的研究，未对极化信号传输链路进行展开分析。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种极化信号星地全链路传输模型建立方法及系统。

根据本发明提供的一种极化信号星地全链路传输模型建立方法，包括如下步骤：

理论模型统一步骤：统一有线链路和无线链路极化信号传输的理论模型；

系统模型建立步骤：针对“交替发射同时接收”的极化SAR系统建立系统模型；

数学抽象模型建立步骤：针对系统模型进行数学抽象得到极化信号星地全链路传输的数学模型。

优选地，所述统一有线链路和无线链路极化信号传输的理论模型，把射频信号在有线链路中的四端口网络传输模型和电磁波在空间无线链路中的Jones矢量模型，在数学形式上进行等价。

优选地，针对“交替发射同时接收”的极化SAR系统，分别对极化信号星上发射链路、空间无线链路和星上接收链路进行系统建模，进行极化信号传输的链路影响因素分析。

优选地，针对系统模型中的各环节按照理论模型进行数学抽象，得到各环节的极化信号传输矩阵，星地全链路系统模型对应的数学模型为各环节极化信号传输矩阵的乘积运算。