一種全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法，該目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法的核心思想是利用特征分解，把分布目標(biāo)分解為三個(gè)單目標(biāo)，然后對(duì)單目標(biāo)進(jìn)行去取向角。該目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法特別適用于大取向角建筑物區(qū)域的取向角補(bǔ)償，能夠解決體散射過(guò)估計(jì)的問(wèn)題，分解結(jié)果符合Huynen的取向角補(bǔ)償理論。
【專利說(shuō)明】一種全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及全極化合成孔徑雷達(dá)的極化信息處理領(lǐng)域，特別涉及一種全極化合成 孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 極化合成孔徑雷達(dá)（POLSAR)是一種先進(jìn)的微波遙感系統(tǒng)，可以獲得目標(biāo)的完整 的電磁散射特征。近年來(lái)，極化SAR數(shù)據(jù)的處理得到了很大的關(guān)注，特別是隨著一些星載全 極化合成孔徑雷達(dá)的在軌運(yùn)行，比如ALOS PALSAR、RADARSAT-2、TerraSAR-X等。極化SAR 數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用是目標(biāo)識(shí)別、地物分類、地球物理參數(shù)的反演（例如：土壤濕度、表面粗糙 度、雪深度、樹(shù)高）等。
[0003] 目標(biāo)的取向角是繞雷達(dá)視線方向上旋轉(zhuǎn)的角度，目標(biāo)的回波數(shù)據(jù)受自身取向 角的影響。在基于模型的目標(biāo)分解中，有一定取向角的二面角散射會(huì)被錯(cuò)誤理解成體 散射。如果相同的散射體有隨機(jī)的取向角，則會(huì)被理解成不同的散射機(jī)制，進(jìn)而造成 錯(cuò)誤的分類。所以，有必要對(duì)極化SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行取向角補(bǔ)償，去掉取向角對(duì)數(shù)據(jù)的影 響。Huynen第一次提出了極化SAR數(shù)據(jù)去取向角的概念，并稱之為" Desy ing "（參見(jiàn) J. R. Huynenj ^Phenomenological theory of radar targets, 9Vh. D. dissertation, Univ. Technol.，Delft，The Netherlands，1970.) D An、Yamaguchi、Lee 等人先后提出了先進(jìn)行取 向角補(bǔ)償?shù)哪Ｐ头纸夂头诸愃惴ā?br>
[0004] 目前，廣泛使用的計(jì)算分布目標(biāo)取向角的方法是Lee所提出的求解圓極化基下同 極化分量相位差的方法（參見(jiàn) J. S. Lee，D. L Schuler，and T. L Ainsworth，E. Krogager，D. Kasilingam and W_M Boerner廣On the estimation of radar polarization orientation shifts induced by terrain slopes，" IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 40,n o. 1，pp. 30-41，Jan. 2002.)，和Yamaguchi等人提出的使交叉極化功率最小的方法（參見(jiàn) Y. Yamaguchij A. Sato, W. -M. Boernerj R. Sato, and H. Yamadaj ^Four-component scattering power decomposition with rotation of coherency matrix，"IEEE Trans. Geosci. Remote Sens.，vol. 49, no. 6, pp. 2251-2258, Jun. 2011.)，二者產(chǎn)生的結(jié)果類似。在求出 取向角之后，對(duì)相干T矩陣進(jìn)行取向角的旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)取向角的補(bǔ)償，補(bǔ)償后的特征之一 是Re(T(2, 3)) =0。對(duì)一些具有一定取向角的建筑物，在模型分解時(shí)會(huì)出現(xiàn)體散射過(guò)估 計(jì)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)Lee/Yamaguchi的取向角補(bǔ)償方法進(jìn)行取向角補(bǔ)償后，體散射過(guò)估計(jì)的問(wèn) 題得到了一定程度的抑制；然而，在一些具有大取向角的建筑物區(qū)域內(nèi)，利用該方法進(jìn)行取 向角補(bǔ)償后仍會(huì)造成嚴(yán)重的體散射過(guò)估計(jì)現(xiàn)象（參見(jiàn)S. W. Chen，M. Ohki，M. Shimada，and M.Sato, uDeorientation effect investigation for model-based decomposition over oriented built-up areas，" IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. , vol. 10, no. 2, pp. 273-277 ,Mar. 2013.) 〇
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有的全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法在 大取向角建筑物區(qū)域內(nèi)進(jìn)行取向角補(bǔ)償后，仍會(huì)造成嚴(yán)重的體散射過(guò)估計(jì)的問(wèn)題，提出一 種全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法。
[0007] 所述的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法包括：
[0008] 步驟1)讀入全極化合成孔徑雷達(dá)的極化數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)的相干T矩陣；
[0009] 步驟2)對(duì)目標(biāo)的相干T矩陣進(jìn)行特征分解，得到三個(gè)單目標(biāo)Ul，u2, U3，所述目標(biāo)的 相干T矩陣表示為：
【權(quán)利要求】
1. 一種全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法，其特征在于，所述的目標(biāo)取向角 補(bǔ)償方法包括： 步驟1)讀入全極化合成孔徑雷達(dá)的極化數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)的相干T矩陣； 步驟2)對(duì)目標(biāo)的相干T矩陣進(jìn)行特征分解，得到三個(gè)單目標(biāo)U1,u2,U3，所述目標(biāo)的相干T矩陣表示為：
兵T，A1,Λ2,A3刀二TT守世俚，upU2,U3為三個(gè)特征矢量，分別表示分解得到的三個(gè) 單目標(biāo)； 步驟3)求取每個(gè)單目標(biāo)4的取向角Θi:
步驟4)對(duì)每個(gè)特征矢量所代表的單目標(biāo)進(jìn)行取向角補(bǔ)償，獲得取向角補(bǔ)償后的特征 矢量：
步驟5)將步驟4)中取向角補(bǔ)償后的三個(gè)單目標(biāo)進(jìn)行相加，得到取向角補(bǔ)償后目標(biāo)的 相干T矩陣： uDe-〇riented=
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全極化合成孔徑雷達(dá)的目標(biāo)取向角補(bǔ)償方法，其特征在于， 所述的特征矢量u,_表示為：
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK104459656SQ201410850814
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】朱飛亞, 張?jiān)迫A, 李 東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心