[发明专利]基于城区等效旋转二面角点目标统计的SAR极化相位不平衡估计方法

说明书

本发明提出了一种基于城区等效旋转二面角点目标统计的SAR极化相位不平衡估计方法，对于双极化和全极化SAR的L1A单视复数数据，可以计算出该SAR系统的极化相位不平衡；提取同极化、交叉极化通道数据场景中都是强散射的点目标作为极化强散射点；以这些极化强散射点为中心，对局部区域进行交叉极化和同极化间的相干系数计算，将筛选得到的强极化相干性的点目标作为等效旋转二面角点目标；计算各个等效旋转二面角点目标峰值对应的同极化和交叉极化的相位差的数值作为该点相位不平衡估计数值；对所有等效旋转二面角点目标的相位不平衡估计数值统计得到相位不平衡估计值的聚集中心；结合场景具体二次反射结构，进行180度相位模糊判定，得到最终的SAR系统相位不平衡估计值。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)图像处理，具体涉及一种基于城区等效旋转二面角点目标统计的SAR极化相位不平衡估计方法、系统、计算机及存储介质。

背景技术

多极化SAR技术是如今星载机载SAR系统所广为使用的成熟的技术，在农林业，减灾，海洋等各个领域对于多极化SAR数据的定量化应用的需求日益增加。多极化SAR数据的定量化应用严重依赖于极化数据的质量，包括辐射强度、极化散射矩阵等的准确性等，这主要通过辐射、极化定标和长期的数据质量监测等实现。而极化失真参数中，极化串扰以及极化通道的幅度不平衡，随着天线硬件，成像补偿等技术的发展成熟，如今两者普遍可以控制在较为优秀的水平。对于不少星载SAR天线系统，串扰不经过定标即可达到指标要求。但是极化通道相位不平衡失真参数一般难以做到有效控制，可能随着波位，下视角变化而出现变化，是最复杂也是值得关注的极化系统失真参数。

传统的SAR极化定标等依赖于特定的定标场和定标器，比如人造角反射器、极化有源定标器等，或者热带雨林等特定地物目标。人造定标器的方法虽然具有精度高、可控制等优点，并被国内外SAR系统定标所广泛采用，但其在定标场中的布置和维护精密的定标器需要大量的人力、物力，且其提供的测量范围、标定次数等存在较大的限制，在较长的卫星运行周期中无法提供常态化的连续的定标参考。而基于热带雨林自然目标的定标方法，也存在明显区域限制，且热带雨林自身在空间、时间、入射角等方面存在一定的依赖性或不稳定性，影响定标精度。因此，研究使用SAR场景中所广泛存在的地物目标或者挖掘其极化特征用于多极化SAR极化定标具有重要的意义。另外，对于双极化SAR数据，由于观测数据的减少，其只能获取两个极化通道数据，一些体散射分布目标的极化散射特征难以使用，对于极化失真的无场标定是欠定的。因此目前双极化SAR极化数据的标定都是采用定标器的方法，基本上没有成熟的使用一般自然地物的研究成果。

在这样的需求背景下，该发明基于美国学者Atwood和法国学者Thirion-Lefevre等在SAR图像城区的雷达波散射表现的研究成果，其在研究指出城区广泛地存在二次散射，城区二次散射的极化表现的可以等效为二面角的极化散射特征。以此为基础，作者深入地研究城区广泛存在的二次散射特征，创新性地提出了有效的城区内等效旋转二面角点目标提取技术，并研究其对于多极化SAR系统的极化失真影响下的表现，创新性地发明提出并实现了等效旋转二面角目标点目标集的有效信息提取和相应的对SAR系统的发送端接收端极化相位不平衡失真参数的估计统计方法。因此，本发明提出一种基于城区等效旋转二面角点目标统计的SAR极化相位不平衡估计方法，该方法估计精度可以达到5度以内。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于城区等效旋转二面角点目标统计的SAR极化相位不平衡估计方法、系统、计算机及存储介质。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于城区等效旋转二面角点目标统计的SAR极化相位不平衡估计方法，包括如下步骤：

步骤1，提取同极化和交叉极化通道场景中都是强散射的点目标作为极化强散射点；

步骤2，以提取得到这些极化强散射点为中心，对局部区域进行交叉极化和同极化间的相干系数计算，将筛选得到的强极化相干性的点目标作为等效旋转二面角点目标；