[发明专利]基于多快照差分的SAIR RFI源地理定位方法和系统

说明书

本发明公开了基于多快照差分的SAIR RFI源地理定位方法和系统，属于微波遥感领域。包括：构建所有包含目标区域的可见度样本中每个快照对应的协方差矩阵；寻找包含功率变化的RFI源的两个连续快照，组成有效快照对；对于每一个有效快照对，后一个快照对应的协方差矩阵与前一个快照对应的协方差矩阵相减，得到有效快照对对应的差分协方差矩阵；将所有有效快照对对应的差分协方差矩阵应用于MUSIC算法，为目标区域内观测到的RFI源进行精确地理定位。通过差分法消除地球背景噪声，从而提高了RFI源的定位精度。由于地球背景在快照间变化不大，因此获得的差分协方差矩阵消除了地球背景的影响，提高了RFI源定位精度和分辨率。

技术领域

本发明属于微波遥感领域，更具体地，涉及基于多快照差分的SAIR(SyntheticAperture Interferometric Radiometer，综合孔径辐射计)RFI(Radio FrequencyInterference，射频干扰)源地理定位方法和系统。

背景技术

从欧空局发射的土壤湿度和海洋盐度(Soil Moisture and Ocean Salinity，简称为SMOS)卫星获取的亮温(Brightness Temperature，简称为BT)图像中可以看到，由于世界各地非法RFI源的存在，综合孔径辐射计在轨观测数据受到了严重影响。为了关停非法RFI源，必须对RFI源进行精确的地理定位。

现有技术中，A.Camps等人提出一种基于DOA估计的MUSIC算法，利用辐射计获取的可见度数据构建协方差矩阵，对协方差矩阵进行特征值分解得到信号导向向量，并推导出与之正交的噪声子空间，利用它们计算MUSIC伪谱并获取谱峰值位置，即为RFI源的估计位置。该方法利用超分辨率算法提高RFI源的定位精度。

然而，协方差矩阵还包括地球背景噪声R_scene和相关噪声ΔR，当考虑非理想观测情况时，场景协方差矩阵R_scene和相关噪声矩阵ΔR不能忽略，这将导致取决于场景协方差矩阵R_scene和相关噪声矩阵ΔR对特征空间的影响程度。由于场景协方差矩阵R_scene的元素的幅度通常比相关噪声矩阵ΔR大得多，且它在快照间变化不大，因此它对特征空间的影响占主导地位。场景协方差矩阵R_scene在协方差矩阵R中呈现为固定偏差，不能通过多快照平均来消除。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了基于多快照差分的SAIR RFI源地理定位方法和系统，其目的在于通过差分法消除地球背景噪声，从而提高了RFI源的定位精度。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于多快照差分的SAIRRFI源地理定位方法，该方法包括以下步骤：

S1.构建所有包含目标区域的可见度样本中每个快照对应的协方差矩阵；

S2.寻找包含功率变化的RFI源的两个连续快照，组成有效快照对；

S3.对于每一个有效快照对，有效快照对中后一个快照对应的协方差矩阵与有效快照对中前一个快照对应的协方差矩阵相减，得到有效快照对对应的差分协方差矩阵；

S4.将所有有效快照对对应的差分协方差矩阵应用于MUSIC算法，为目标区域内观测到的RFI源进行精确地理定位。

优选地，步骤S2中，通过标准HFFT算法重建的BT图像中RFI源的能量变化来完成寻找

其中，表示第k个快照中第i个RFI源的瞬时功率，表示能量阈值；使用M_(k，k+1)表示快照对(k，k+1)中包含的功率变化的RFI源的数量，1≤M_(k，k+1)≤M，M表示RFI源的数量，如果上式成立，即第k个快照和第k+1个快照之间存在至少一个功率变化的RFI源，则快照对(k，k+1)被称为有效快照对。