【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于国产民用雷达(synthetic aperture radar，sar)卫星极化失真处理领域，具体涉及到对我国现有c波段sar卫星极化失真误差源分析，利用内、外场定标设备技术相结合的方法定量确定极化失真误差源的技术。
技术介绍
1、极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar，polsar)具备与光学传感器完全不同的特性，包括可全天时、全天候对地观测，不受天气影响且具有一定穿透特性，无论民用还是军事领域都有广泛应用。
2、我国现有c波段sar卫星有高分三号01星、高分三号02星、高分三号03星，高分三号02、03星是在高分三号01星工程的基础上研制，既有高分三号01星的已有优势，又在此基础上增加一些功能，包括提高波模式空间分辨率和观测幅宽，增加卫星每日观测时间、星上实时处理等功能。c波段适合海洋观测，因此3颗卫星组网可满足海陆观测需求，在海洋、应急管理、水利、气象与海军等多个领域提供业务化支撑。
3、极化sar技术以地面目标的变极化效应为基础实现对地面目标极化散射信息提取的观测需求，多极化sar影像与单极化sar影像对比，可发现多极化sar影像能够更好表述地面目标特征信息，是sar
的主流应用模式。sar影像质量好坏影响应用，而极化方面质量的好坏直接关系到影像的应用效果。我国现有c波段sar卫星具备多种工作模式，如单、多极化等，c波段极化系统在影像获取过程中受到天线系统收发回波时导致的固有畸变、大气影响等各种失真影响，导致影像失真，最终影
4、现有星载sar系统通常采用外定标法进行极化失真补偿，即利用外场定标试验中定标设备(有源定标器或角反射器)捕获相应回波进行估计标定。就卫星本身而言，我国现有的c波段sar卫星系统工作状态复杂多样，3颗卫星观测波位数可有几十余种，每一波位可能具有多种带脉组合选择，这种相互交织在一起的复杂情况可能导致极化误差有所不同。从定标场考虑，一方面外场定标器等相关设备布设、维护，以及消耗的人力、物力成本比较高；另一方面定标场场地、定标场布设时间存在一定限制。完全使用外场定标设备完成极化失真补偿十分费时费力，因此采用内定标与外场定标设备相结合的方法完成我国现有c波段sar影像的极化失真补偿是十分有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：针对我国现有c波段sar卫星极化标定中需要进行极化失真补偿、全部使用外场定标设备才可完成极化失真补偿的问题，提出一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，利用内、外场定标技术相结合的方法定量确定极化失真误差源。
2、本专利技术解决技术的方案是：一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，该方法包括如下步骤：
3、s1、标校收发通道引起的幅相不平衡，包括发射通道的幅相不平衡误差ft、接收通道的辐相不平衡误差fr；
4、s2、标校收发通道引起的采样时延误差，包括发射通道的采样时延误差tt、接收通道的采样时延误差tr；
5、s3、标校天线引起的极化失真误差，包括天线引起的发射通道极化失真误差中的幅相不平衡ft、天线引起的接收通道极化失真误差中的辐相不平衡fr；
6、s4、根据收发通道引起的幅相不平衡、收发通道引起的采样时延误差、天线引起的极化失真误差标校结果对测量矩阵m进行补偿，得到真实的地面目标散射矩阵s。
7、优选地，所述步骤s4补偿通过如下公式得到：
8、
9、其中，a为绝对幅度因子，θ为绝对相位因子，m为测量矩阵，s为真实的地面目标散射矩阵，shh表示补偿后的发射水平极化、接收水平极化的电磁波信号，svh表示补偿后的发射水平极化、接收垂直极化电磁波信号，shv表示补偿后的发射垂直极化、接收水平极化电磁波信号，svv表示补偿后的发射垂直极化、接收垂直极化的电磁波信号，t代表距离向的时间，τ为方位向的时间。
10、优选地，所述发射通道的幅相不平衡误差ft、接收通道的辐相不平衡误差fr通过内定标的方法进行标校，具体方法为：
11、对c波段sar卫星内定标器-全阵面收发定标回路中接收到的回波数据进行脉冲压缩，得到复数形式的水平极化发射通道信号、垂直极化发射通道信号、水平极化接收通道信号、垂直极化接收通道信号；
12、将垂直极化发射通道信号的幅度与水平极化发射通道信号的幅度作差，得到发射通道幅度误差；
13、将垂直极化发射通道信号的幅度与水平极化发射通道信号的幅度作差，得到发射通道相位误差；
14、发射通道幅度误差为发射通道幅相位不平衡误差ft的实部，发射通道相位误差为发射通道幅相位不平衡误差ft的虚部；
15、将垂直极化接收通道信号的幅度与水平极化接收通道信号的幅度作差，得到接收通道幅度误差；
16、将垂直极化接收通道信号的幅度与水平极化接收通道信号的幅度作差，得到接收通道相位误差；
17、接收通道幅度误差为接收通道幅相位不平衡误差ft的实部，接收通道相位误差为接收通道幅相位不平衡误差fr的虚部。
18、优选地，所述发射通道的采样时延误差tt、接收通道的采样时延误差tr，通过内定标的方法进行标校，具体方法为：
19、首先提取c波段sar卫星内定标器-全阵面收发定标回路中极化信号并进行脉冲压缩，得到水平极化发射通道信号、垂直极化发射通道信号、水平极化接收通道信号、垂直极化接收通道信号幅度峰值对应的时间；
20、将垂直极化发射通道信号幅度峰值对应的时间与水平极化发射通道信号幅度峰值对应的时间作差，得到发射通道的采样时延误差tt；
21、将垂直极化接收通道信号幅度峰值对应的时间与水平极化接收通道信号幅度峰值对应的时间作差，得到接收通道的采样时延误差tr。
22、优选地，所述天线引起的发射通道极化失真误差中的幅度不平衡和天线引起的接收通道极化失真误差中的幅度不平衡利用天线方向图进行校标。
23、优选地，天线引起的发射通道极化失真误差中的相位不平衡为发射通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡ct、发射通道波导不一致引起的相位不平衡dt以及水平极化发射垂直极化接收和垂直极化发射水平极化接收两种交叉极化的天线幅相加权不一致引起的相位不平衡之和et。
24、天线引起的接收通道极化失真误差中的相位不平衡为接收通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡cr、接收通道波导不一致引起的相位不平衡dr以及水平极化发射垂直极化接收和垂直极化发射水平极化接收两种极化方式组合下的天线幅相加权不一致引起的相位不平衡之和er。
25、优选地，所述发射通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡ct、接收通道水平极化与垂直极化的天本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述步骤S4补偿通过如下公式得到：
3.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述发射通道的幅相不平衡误差fT、接收通道的辐相不平衡误差fR通过内定标的方法进行标校，具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述发射通道的采样时延误差tT、接收通道的采样时延误差tR，通过内定标的方法进行标校，具体方法为：
5.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述天线引起的发射通道极化失真误差中的幅相不平衡ft和天线引起的接收通道极化失真误差中的幅度不平衡fr利用天线方向图进行校标。
6.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，天线引起的发射通道极化失真误差中的相位不平衡为
7.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，天线引起的接收通道极化失真误差中的相位不平衡为接收通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡Cr、接收通道波导不一致引起的相位不平衡Dr以及水平极化发射垂直极化接收和垂直极化发射水平极化接收两种极化方式组合下的天线幅相加权不一致引起的相位不平衡之和Er。
8.根据权利要求6所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述发射通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡Ct、接收通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡Cr通过以下方法进行标校：
9.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于：
10.根据权利要求6所述的一种结合内外定标的C波段SAR卫星极化失真补偿方法，其特征在于所述发射通道波导不一致引起的相位不平衡Dt和发射通道波导不一致引起的相位不平衡Dr均采用基于有源定标器的点目标法确定。
...【技术特征摘要】
1.一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述步骤s4补偿通过如下公式得到：
3.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述发射通道的幅相不平衡误差ft、接收通道的辐相不平衡误差fr通过内定标的方法进行标校，具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述发射通道的采样时延误差tt、接收通道的采样时延误差tr，通过内定标的方法进行标校，具体方法为：
5.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，其特征在于，所述天线引起的发射通道极化失真误差中的幅相不平衡ft和天线引起的接收通道极化失真误差中的幅度不平衡fr利用天线方向图进行校标。
6.根据权利要求1所述的一种结合内外定标的c波段sar卫星极化失真补偿方法，其特征在于，天线引起的发射通道极化失真误差中的相位不平衡为发射通道水平极化与垂直极化的天线中心不一致引起的相位不平衡ct、发射通道波导不一致...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯林达，陈琦，张恒，刘雯婷，高永澎，张立峰，李慧娟，石晓宇，杨箐，郭美娟，张永佳，
申请(专利权)人：中国四维测绘技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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