【技术实现步骤摘要】
一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法及系统
[0001]一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法及系统,用于雷达目标分解,属于合成孔径雷达目标分解
技术介绍
[0002]全极化(FP)SAR通过交替发射水平(H)和垂直(V)这两种线极化的电磁信号,获取含有9个独立参数的协方差矩阵,其中,包含丰富的后向散射信息有助于更好地理解目标属性,进而实现土地利用和地形分类等应用,在对地观测中体现出了优势。然而交替发射两种电磁信号的事实造成FP的脉冲重复频率是传统双极化(DP)SAR系统的两倍,而数据覆盖面积理论上只有其1/2,复杂的系统设计与维护以及高昂的数据获取成本限制了FP的应用。紧缩极化SAR作为一种相干双极化系统,通过发射一种特殊的极化(最常见的为45度倾斜线极化和左右圆极化)实现了同时发射H和V极化,在提供了比传统DP系统更多信息(相对相位)的同时,保留了DP系统相对FP系统的系统复杂度与数据获取成本方面的优势,兼顾了目标信息获取和观测覆盖面积。根据发射和接收极化的不同,紧缩极化SAR主要有三种模式,即发射45度线极化接收正交线极化的pi/4模式、发射右旋圆极化接收正交线极化的CTLR模式、以及发射和接收圆极化的DCP模式。在这三种模式中,CTLR模式由于具有旋转不变性、硬件实现简单以及自校准等特点,是目前实际系统中唯一使用的模式,也是最被广泛应用于对地观测应用的紧缩极化SAR。
[0003]目前,紧缩极化SAR的数据处理方法主要分为伪全极化重建和紧缩极化功率分解两类。伪全极化重建方法通常是将 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、对获取的紧缩极化SAR图像中的每个像素的协方差数据进行预处理,提取各像素的两种主导散射机制鉴别器,其中,主导散射机制鉴别器分别为鉴别器m
v
和鉴别器g3;S2、根据所提取的各像素的两种主导散射机制鉴别器判断其主导散射机制,其中,主导散射机制包括体散射主导、表面散射主导和双弹散射主导;S3、根据各像素的主导散射机制选择散射模型进行功率分解;S4、对各散射模型进行功率分解,得到五分量功率。2.根据权利要求1所述的一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法,其特征在于,所述步骤S1的具体步骤为:S10、将紧缩极化SAR图像中的每个像素的协方差矩阵C2转换为紧缩极化SAR Stokes矢量SV,其中,协方差矩阵C2为:式中,C
xy
表示第x行、第y列上的矩阵元素,C
11
和C
22
为实数,C
12
和C
21
为复数且互为复共轭;紧缩极化SAR Stokes矢量SV的转换公式具体为:式中,g0表示总功率,g1表示水平或垂直线极化的功率,g2表示45度线极化的功率,g3表示圆极化的功率,Re(C
12
)和Im(C
12
)分别表示C
12
的实部和虚部;S11、基于紧缩极化SAR Stokes矢量,提取各像素的鉴别器m
v
,鉴别器m
v
具体为:其中,max{a,b}表示取a、b中较大的数;S12、基于紧缩极化SAR Stokes矢量,提取各像素的鉴别器g3。3.根据权利要求2所述的一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法,其特征在于,所述步骤S2的具体步骤为:步骤S20、判断鉴别器m
v
是否小于给定阈值,若小于阈值,则像素为体散射主导,否则转到步骤S21;步骤S21、判断鉴别器g3是否小于零,若小于零则像素为表面散射主导,否则,为双弹散射主导。4.根据权利要求3所述的一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法,其特征在于,所述步骤S3的具体步骤为:步骤S30、若像素为体散射主导,则选择散射模型model
V
进行功率分解;散射模型model
V
具体为:
式中,f
s
、f
d
和f
v
分别为表面散射功率、双弹散射功率和体散射功率的权重因子,θ0为平均方向角;步骤S31、若像素为表面散射主导,则选择散射模型model
S
进行功率分解;散射模型model
S
具体为:式中,f
vs
为表面体散射功率的权重因子,β∈[
‑
1,1]为表面散射的复观测值;步骤S32、若像素为双弹散射主导,则选择散射模型model
D
进行功率分解;散射模型model
D
具体为:式中,f
vd
为双弹体散射功率的权重因子,α∈[
‑
1,1]为双弹散射的复观测值。5.根据权利要求4所述的一种紧缩极化SAR数据的五分量功率分解方法,其特征在于,所述步骤S4的具体步骤为:步骤S40、基于鉴别器m
v
和散射模型model
V
,得到功率P
s
、P
d
和P
v
:默认P
vs
和P
vd
为零;因此,得到五分量功率为:
其中,P
s
表示表面散射功率、P
d
表示双弹散射功率、P
v
表示体散射功率、P
vs
表示表面体散射功率、P
vd
表示双弹体散射功率;步骤S41、基于散射模型model
S
,得到功率P
s
、P
d
、和P
vs
:默认P
v
和P
vd
为零;因此,得到五分量功率为:其中:步骤S42、基于散射模型model
D
,得到功率P
s
、P
d
、和P
vd
:默认P
v
和P
vs
为零;因此,得到五分量功率为:
其中:6.一种紧缩极化SAR数...
【专利技术属性】
技术研发人员:高贵,张琳琳,刘佳,姚力波,段定峰,刘涛,张晰,李恒超,郁文贤,
申请(专利权)人:航天东方红卫星有限公司,
类型:发明
国别省市:
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