专利名称：一种长波长星载π/4模式简缩极化SAR的定标方法
技术领域：
本发明涉及一种长波长星载π /4模式简缩极化合成孔径雷达(SAR)的定标方法， 属于信号处理技术领域。
背景技术：
欧洲空间局(ESA)于近期提出P波段“生物量”(BI0MASS)计划，计划将研制并发射一颗星载P波段SAR卫星，旨在利用星载长波长合成孔径雷达对地表植被进行探测，进而反演陆地碳循环，为围绕全球气候变暖的研究提供技术与理论支持。该计划具有极为重要的科学意义和应用价值，目前还处于技术探索与论证阶段。森林生物量观测SAR成为当前国际研究前沿热点课题之一，而长波长星载SAR在反演陆地表面生物量方面具有巨大潜力，近年来引起了世界上各主要科技大国的高度重视。地表的极化散射信息可为反演森林生物量提供重要信息。相比于普通单极化，全极化SAR能够获得不同极化通道间的更丰富的目标信息，具有显著优势，但其难以实现单极化SAR的宽测绘带宽。为了解决此问题，近年来国外学者提出了简缩极化SAR工作模式， 这种工作模式可以达到常规单极化模式的观测带宽，并且能够通过垂直和水平接收极化数据反演出全极化模式的四个极化通道信息。一种简缩极化SAR工作模式是π /4模式，其发射垂直极化+水平极化(H+V，45° 的线性极化)的线性混合极化信号，同时分别接收水平和垂直的线性极化信号。同时，长波长(尤其是P波段)星载η/4模式简缩极化SAR系统会受到电离层的严重影响，使得SAR 信号的极化平面发生旋转，最终导致SAR图像不能正确反映地表目标的极化散射特性。
发明内容
本发明提出了一种长波长星载π /4模式简缩极化SAR的定标方法，该方法基于四个主动极化定标器以及全球卫星导航系统(GNSS)提供的高精度全球电离层总电子量 (TEC)监测数据和第10代国际参考地磁场模型(IGRFlO)，是一种适用于长波长星载π/4 模式简缩极化SAR定标的新方法。一种长波长星载π /4模式简缩极化SAR的定标方法，包括以下几个步骤步骤一获取发射通道不平衡度的估计值；步骤二 获取垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的估计值；步骤三获取法拉第旋转角的估计值；步骤四利用全球卫星导航系统提供的TEC数据获取无模糊的法拉第旋转角估计值；步骤五获取接收通道不平衡度的估计值；步骤六获取水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的估计值。本发明的优点在于(1)本发明提出的方法处理流程简单；
(2)本发明在没有定标器误差及系统噪声时能进行精确的定标，在存在定标器误差及系统噪声时仍能进行高精度的定标。(3)本发明提出的方法对以P波段为代表的长波长星载π/4模式简缩极化SAR数据处理具有十分重要的应用价值。
图1是本发明的方法流程图；图2是本发明在没有定标器误差及系统噪声时发射通道不平衡度的幅度估计结果曲线；图3是本发明在没有定标器误差及系统噪声时发射通道不平衡度的相位估计结果曲线；图4是本发明在没有定标器误差及系统噪声时垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的幅度估计结果曲线；图5是本发明在没有定标器误差及系统噪声时垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的相位估计结果曲线；图6是本发明在没有定标器误差及系统噪声时法拉第旋转角的估计结果曲线；图7是本发明在没有定标器误差及系统噪声时接收通道不平衡度的幅度估计结果曲线；图8是本发明在没有定标器误差及系统噪声时接收通道不平衡度的相位估计结果曲线；图9是本发明在没有定标器误差及系统噪声时水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的幅度估计结果曲线；图10是本发明在没有定标器误差及系统噪声时水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的相位估计结果曲线；图11是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下发射通道不平衡度的幅度估计结果曲线；图12是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下发射通道不平衡度的相位估计结果曲线；图13是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的幅度估计结果曲线；图14是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的相位估计结果曲线；图15是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下法拉第旋转角的估计结果曲线；图16是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下接收通道不平衡度的幅度估计结果曲线；图17是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下接收通道不平衡度的相位估计结果曲线；图18是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的幅度估计结果曲线； 图19是本发明在一定的定标器误差及系统噪声条件下水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的相位估计结果曲线；
具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明基于π /4模式简缩极化SAR的误差模型，如式(1)所示
权利要求
1. 一种长波长星载η/4模式简缩极化SAR的定标方法，基于π/4模式简缩极化SAR 的误差模型，模型如式(1)所示
全文摘要
本发明公开了一种长波长星载π/4模式简缩极化SAR的定标方法，包括以下几个步骤步骤一获取发射通道不平衡度的估计值；步骤二获取垂直发射水平接收分量的通道串扰系数的估计值；步骤三获取法拉第旋转角的估计值；步骤四利用全球导航卫星系统提供的TEC数据获取无模糊的法拉第旋转角估计值；步骤五获取接收通道不平衡度的估计值；步骤六获取水平发射垂直接收分量的通道串扰系数的估计值。本发明在没有定标器误差及系统噪声时能进行精确的定标，在存在定标器误差及系统噪声时仍能进行高精度的定标。本发明提出的方法对以P波段为代表的长波长星载π/4模式简缩极化SAR数据处理具有十分重要的应用价值。
文档编号G01S13/90GK102253374SQ20111009947
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者尹巽军, 李卓, 李春升, 陈杰 申请人:北京航空航天大学