[发明专利]一种基于全极化高轨SAR的电离层时变TEC测量方法

权利要求书

1.一种基于全极化高轨SAR的电离层时变TEC测量方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：计算方位向合成孔径点数；

根据雷达系统参数，计算方位向合成孔径点数Num_a；

步骤二：方位向数据补零；

根据步骤一计算得到的方位向合成孔径点数Num_a，分别在每个极化通道图像数据每一列的头部和尾部补零，补零数目均为Num_a/2，得到新的四个极化通道图像数据分别为M_HH-ins、M_HV-ins、M_VH-ins、M_VV-ins；

步骤三：方位向傅里叶变换；

将步骤二得到的补零后的四个极化通道图像数据M_HH-ins、M_HV-ins、M_VH-ins、M_VV-ins沿每个距离门按列进行快速傅里叶变换(FFT)，得到方位向频谱数据M_HH-FFT、M_HV-FFT、M_VH-FFT、M_VV-FFT；

步骤四：方位向信号解压缩，获取等效方位向回波频谱信号；

根据雷达系统参数，计算每个距离门对应的参考斜距R_ref，进而计算出方位向信号解压缩因子Φ_decom，利用该解压缩因子乘以步骤三所得的方位向频谱数据M_HH-FFT、M_HV-FFT、M_VH-FFT、M_VV-FFT得到等效方位向回波频谱信号M_HH-decom-FFT、M_HV-decom-FFT、M_VH-decom-FFT、M_VV-decom-FFT；

步骤五：方位向逆傅里叶变换；

将步骤四得到的等效方位向回波频谱信号M_HH-decom-FFT、M_HV-decom-FFT、M_VH-decom-FFT、M_VV-decom-FFT沿每个距离门进行快速逆傅里叶变换，得到方位向回波信号M_HH-echo、M_HV-echo、M_VH-echo、M_VV-echo；

步骤六：估计法拉第旋转角；

根据步骤五得到的四个极化通道方位向回波信号M_HH-echo、M_HV-echo、M_VH-echo、M_VV-echo，通过线性组合得到一组正交圆极化波信号Z₁₂和Z₂₁，通过该组正交圆极化波信号共轭相乘取幅角FR_temp，对FR_temp进行平滑处理后得到法拉第旋转角估计值FR；

步骤七：获取合成孔径时间内的时变TEC；

根据步骤六得到的估计法拉第旋转角值FR，利用时变TEC与法拉第旋转角间的线性转换关系，获得合成孔径时间内每个方位时刻的TEC，即合成孔径时间内的时变TEC。

2.根据权利要求1所述的一种基于全极化高轨SAR的电离层时变TEC测量方法，其特征在于，所述的步骤一具体包括：

根据雷达系统参数，计算方位向合成孔径点数Num_a：

式中，λ表示雷达系统工作波长，R_o表示场景中心点的参考斜距，L_a表示方位向天线长度，V_ref表示以场景中心点为参考时的等效速度，PRF表示雷达脉冲重复频率；floor(x)表示取不大于x的最大偶数运算。