一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法技术

本发明专利技术提供一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法，基于法拉第旋转角算法对获取的全极化SAR数据进行处理计算，获取图像范围内的SAR VTEC，将获取的SAR VTEC作为约束条件，IG值作为变量，使用拟合得到的IG

【技术实现步骤摘要】
一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法


[0001]本专利技术属于三维电子密度
，具体涉及一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法。

技术介绍

[0002]随着无线电通信、卫星导航定位、雷达探测等技术的快速发展，电离层的研究受到广泛关注，如何获取大范围高精度电离层的问题亟待解决。电离层(Ionosphere)是地面60千米以上部分电离的大气区域，其中存在大量自由电子与离子。研究电离层不仅可以反演整个空间大气层的结构及其变化，对深入认识整个日地空间环境具有重要的科学意义；而且可以用于改正电离层对无线电通讯、航天和导航等人类活动的影响，对服务人类空间活动具有重大的应用价值。
[0003]垂直总电子含量(Vertical Electron Density Content，VTEC)与三维电子密度是表征电离层空间结构的关键参数。理论上，VTEC与三维电子密度的空间分布及时间变化，反映了电离层的主要特性，因此通过探测与分析电离层VTEC参量与三维电子密度，可以研究电离层不同时空尺度的分布与变化特性，如电离层扰动，电离层的周日、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于法拉第旋转角算法的全极化SAR数据获取图像范围内的SAR VTEC；(2)基于SAR VTEC作为约束条件使用IG优化构建三维电子密度。2.根据权利要求1所述的一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法，其特征在于，步骤(1)具体包括如下子步骤：(1.1)获取全极化SAR数据，根据式(1)及雷达系统参数对HH、HV、VH、VV四种极化方式的数据进行误差矫正，得到经系统误差矫正后的观测值散射矩阵M：式中A是雷达系统的总体增益，j为虚数单位，φ为双程相位延迟，δ1，δ2，δ3，δ4为因H和V极化发射和接收的非完全独立导致的串扰，f1，f2为通道失配，hh、vh、vv、vh下角标代表对应极化方式；(1.2)使用Bickel and Bates FR角估计器计算法拉第旋转角；首先根据公式(2)将线性极化方式转换为圆极化方式，将散射矩阵M进行如下矩阵变换：式中，j为虚数单位；M
hh
、M
vh
、M
hv
、M
vv
为四种极化方式的单视复数影像的观测值散射矩阵；Z
11
、Z
12
、Z
21
、Z
22
为转换后矩阵对应值；随后，根据式(3)使用转换后的矩阵Z计算法拉第旋转角；式中arg代表对复数取幅角，*代表取其共轭数；考虑到SAR数据在距离向和方位向的特点，为减少计算量对初步计算的进行多视处理，多视比为距离向：方位向＝5：35；计算后可先对其进行自适应光谱滤波后在取幅角以减少噪声；(1.3)利用研究区域的FR角结合磁场信息计算VTEC；使用如下公式计算VTEC：式中，f为信号频率，B0为磁场强度，θ为磁场与SAR信号夹角，为信号入射角；其中，f信号频率可从SAR数据参数文件中获取；磁场强度B0为从IGRF提取300千米处的磁场值，IGRF还可获取磁倾角以及磁偏角信息；研究区信号入射角分布通过利用研究区数字高程模...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱武，孙全，陈镜渊，张勤，李振洪，雷洋，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：