基于自然裸土的极化合成孔径雷达定标方法

摘要

本发明公开了一种基于自然裸土的极化合成孔径雷达定标方法，本发明首先对POLSAR雷达影像的串扰和交叉极化通道不平衡参数进行估计与消除；然后，对POLSAR雷达影像进行距离向与方位向的分块；最后，以真实土壤低螺旋体成分为优化目标构建优化函数，并利用同距离向块具有相同未知数的特点，求解同极化通道不平衡。本发明利用自然裸土的螺旋体弱散射特性，对POLSAR雷达系统中存在的发射、接收畸变矩阵进行校准，将有偏差的观测值重新定标为真实散射矩阵，可为雷达在国土资源调查、自然灾害应急响应等应用方面提供有力保障。

主权项

基于自然裸土的极化合成孔径雷达定标方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，以合成孔径雷达影像中裸土为观测目标，估计并消除极化合成孔径雷达影像的串扰与交叉极化通道不平衡，本步骤进一步包括子步骤：1.1分别以极化合成孔径雷达影像中各像素点为中心开大小n×n的窗口，采用窗口中像素灰度值构建窗口对应的极化相干矩阵，n值人为预设；1.2以合成孔径雷达影像中裸土像素为观测目标，采用Qugen定标法消除构建的极化相干矩阵的串扰与交叉极化通道不平衡；步骤2，协方差矩阵观测值的获取，本步骤进一步包括子步骤：2.1将极化合成孔径雷达影像在方位向划分为P块方位向块、在距离向划分为N块距离向块，即，各距离向块对应P块方位向块；2.2针对各距离向块，分别对距离向块对应的各方位向块中裸土像素的极化协方差矩阵进行平均处理，获得各方位向块的平均极化协方差矩阵，将获得的P个平均极化协方差矩阵作为距离向块的观测值；步骤3，估计同极化通道不平衡，本步骤进一步包括子步骤：3.1以土壤螺旋体成分为优化目标构建优化函数其中，p＝k^‑1＝a+j·b，a与b为p的实部与虚部，j为虚数符号，k为待求解同极化通道不平衡；Im为求虚部操作；C₁₂为平均协方差矩阵C中第1行第2列的元素，C₂₃为平均协方差矩阵C中第2行第3列的元素；3.2根据距离向块的观测值，采用Newton迭代法求解优化函数获得a与b的估计值，从而获得各距离向块的同极化通道不平衡估计值；步骤4，对各距离向块的同极化通道不平衡估计值进行强度与相位的拟合，获取近距离端到远距离各像素对应的同极化通道不平衡，消除畸变因子。