1.一種多極化SAR簡(jiǎn)縮極化模式定標(biāo)方法,其特征在于該方法的步驟包括:
(1)布設(shè)定標(biāo)設(shè)備;定標(biāo)設(shè)備包括四種不同類型的角反射器,分別為三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器;四種角反射器布設(shè)在覆蓋定標(biāo)場(chǎng)的測(cè)繪帶中心區(qū)域,四種角反射器互相之間的距離不小于100m;
(2)衛(wèi)星過(guò)境獲取步驟(1)中布設(shè)有四種角反射器的定標(biāo)場(chǎng)的簡(jiǎn)縮極化SAR圖像;
(3)對(duì)步驟(2)得到的定標(biāo)場(chǎng)的簡(jiǎn)縮極化SAR圖像進(jìn)行輻射校正,所述的輻射校正包括天線方向圖校正和距離功率衰減校正;
所述的天線方向圖校正方法為:步驟(2)得到的SAR圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)乘以該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的天線方向圖的幅度值G(θ)的倒數(shù),即所述的天線方向圖是利用SAR輻射外定標(biāo)測(cè)量獲得的;
所述的距離功率衰減校正方法為:步驟(2)得到的SAR圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)乘以其中Ri為距離向第i像素位置對(duì)應(yīng)斜距,Rn為近距端斜距,c為光速,F(xiàn)s為距離向采樣頻率,i為距離向像素位置,R0為測(cè)繪帶中心對(duì)應(yīng)斜距;
(4)在步驟(3)經(jīng)過(guò)輻射校正后的定標(biāo)場(chǎng)簡(jiǎn)縮極化SAR圖像中提取四種不同類型角反射器的極化散射矩陣,其中三面角反射器的極化散射矩陣為0°二面角反射器的極化散射矩陣為22.5°二面角反射器的極化散射矩陣為45°二面角反射器的極化散射矩陣為其中,S1RH表示三面角反射器RH通道圖像對(duì)應(yīng)值,S2RH表示0°二面角反射器RH通道圖像對(duì)應(yīng)值,S3RH表示22.5°二面角反射器RH通道圖像對(duì)應(yīng)值,S4RH表示45°二面角反射器RH通道圖像對(duì)應(yīng)值;
S1RV表示三面角反射器RV通道圖像對(duì)應(yīng)值,S2RV表示0°二面角反射器RV通道圖像對(duì)應(yīng)值,S3RV表示22.5°二面角反射器RV通道圖像對(duì)應(yīng)值,S4RV表示45°二面角反射器RV通道圖像對(duì)應(yīng)值;
(5)利用步驟(4)提取的四種角反射器的極化散射矩陣進(jìn)行接收通道幅相不平衡定標(biāo);
所述的接收通道幅相不平衡定標(biāo)方法為:
令則所述的接收通道幅相不平衡f為:
其中
A=P-2K3N
B=Q+jNK3(K1+K2)
C=-jM(K1+K2)+(K1-K2)N
M=K2K4+j(K1+K2)(K4-K3)/2-1
N=j(luò)+(K1-K2)(K3-K4)/2-jK2K4
P=(K3-K4)[2+K3(K1-K2)]
Q=M[2+K3(K1-K2)]-j(K1+K2)(K3-K4)
(6)利用步驟(5)獲得的接收通道幅相不平衡f來(lái)對(duì)步驟(4)獲得的四種不同類型角反射器的極化散射矩陣進(jìn)行接收通道不平衡校正;校正方法為:對(duì)步驟(4)獲得的四種不同類型角反射器的極化散射矩陣的左側(cè)分別乘以矩陣
(7)利用步驟(6)獲得的經(jīng)過(guò)接收通道不平衡校正后的四種不同類型角反射器的極化散射矩陣進(jìn)行接收通道極化串?dāng)_定標(biāo)和發(fā)射通道極化串?dāng)_定標(biāo);
所述的接收通道極化串?dāng)_包括接收通道H極化到V極化的串?dāng)_δ1和接收通道V極化到H極化的串?dāng)_δ2,
所述δ1和δ2的定標(biāo)方法為:
δ1=[K1+K2+j(K2-K1)δ2]/2,
所述的發(fā)射通道極化串?dāng)_δc的定標(biāo)方法為:
δc=(1-X)/2
其中,
(8)根據(jù)步驟(5)獲得的接收通道幅相不平衡f定標(biāo)結(jié)果和步驟(7)獲得的接收通道極化串?dāng)_δ1,δ2定標(biāo)結(jié)果和發(fā)射通道極化串?dāng)_δc定標(biāo)結(jié)果,對(duì)簡(jiǎn)縮極化SAR圖像進(jìn)行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多極化SAR簡(jiǎn)縮極化模式定標(biāo)方法,其特征在于:所述的步驟(3)中,如果SAR系統(tǒng)工作頻段為P頻段或L頻段,還需要對(duì)輻射校正后的定標(biāo)場(chǎng)簡(jiǎn)縮極化SAR圖像進(jìn)行法拉第(Faraday)旋轉(zhuǎn)校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多極化SAR簡(jiǎn)縮極化模式定標(biāo)方法,其特征在于:所述的法拉第(Faraday)旋轉(zhuǎn)校正方法為:經(jīng)過(guò)輻射校正后SAR圖像的散射矩陣左側(cè)乘以Faraday旋轉(zhuǎn)角校正矩陣;所述的Faraday旋轉(zhuǎn)角校正矩陣為:
其中,TEC,其中,K為常數(shù),大小為2.365×104,B表示磁通量密度,表示入射波法線方向與地球磁場(chǎng)方向的夾角,θ表示入射波法線方向與衛(wèi)星垂直向下方向的夾角,表示磁場(chǎng)相關(guān)參數(shù)按照400km高度計(jì)算,TEC表示總電子濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多極化SAR簡(jiǎn)縮極化模式定標(biāo)方法,其特征在于:所述的步驟(1)中,三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器的理想極化散射矩陣分別為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多極化SAR簡(jiǎn)縮極化模式定標(biāo)方法,其特征在于:所述的步驟(5)中,接收通道幅相不平衡定標(biāo)的獲得方法如下:
存在極化失真參量誤差時(shí),簡(jiǎn)縮極化模式下目標(biāo)觀測(cè)信號(hào)模型表示為:
其中,為復(fù)系數(shù),表示絕對(duì)幅相值;δ1,δ2為接收通道極化串?dāng)_;f為接收通道幅相不平衡;δc為發(fā)射通道極化串?dāng)_;NH和NV表示H和V通道噪聲分量;
為了便于計(jì)算忽略絕對(duì)幅度和相位項(xiàng)和噪聲項(xiàng),同時(shí)假設(shè)串?dāng)_δ1<<1,δ2<<1,δc<<1,則誤差影響下四種角反射器目標(biāo)對(duì)應(yīng)散射矩陣分別為:
令X=1-2δc,則經(jīng)過(guò)求解過(guò)程得到:
其中
A=P-2K3N
B=Q+jNK3(K1+K2)
C=-jM(K1+K2)+(K1-K2)N
M=K2K4+j(K1+K2)(K4-K3)/2-1
N=j(luò)+(K1-K2)(K3-K4)/2-jK2K4
P=(K3-K4)[2+K3(K1-K2)]
Q=M[2+K3(K1-K2)]-j(K1+K2)(K3-K4)
由此可以獲得接收通道幅相不平衡f。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多極化SAR簡(jiǎn)縮極化模式定標(biāo)方法,其特征在于:所述的步驟(6)中,不同類型角反射器的極化散射矩陣進(jìn)行接收通道不平衡校正方法如下:
其中,和分別表示經(jīng)過(guò)接收通道幅相不平衡誤差校正后不同類型角反射器極化散射矩陣。