[发明专利]一种全极化合成孔径雷达图像目标补偿PEOC方法

说明书

本发明涉及雷达技术领域，公开了一种全极化合成孔径雷达图像目标补偿PEOC方法，包括：输入全极化数据，并表示为相干矩阵T；求解出定向角ψ、椭圆率角τ和相位角θ；利用目标定向角ψ、椭圆率角τ和相位角θ，同时对相干矩阵T进行定向角补偿、椭圆率角补偿和相位角补偿，获得补偿后的相干矩阵从而将目标相干矩阵从基于水平地表的后向散射坐标系旋转到基于目标的后向散射坐标系。通过PEOC补偿后，能够有效地减少分解之后出现的负功率像素数量。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种全极化合成孔径雷达图像目标补偿PEOC方法。

背景技术

极化合成孔径雷达(POLSAR，极化SAR)是一种先进的对地观测合成孔径雷达系统(SAR)。与传统SAR相比，极化SAR极大地提高了对地面目标散射信息的获取能力，是现代SAR发展的重要方向之一。随着人们对极化SAR理论理解的逐步深入以及SAR技术的不断发展，极化SAR技术在最近几十年取得了突飞猛进的发展。极化SAR在土地覆盖分类、地物参数反演、目标识别、地形测绘、城市变化监测、海洋监测等众多领域正取得日益广泛而深入的应用。极化SAR应用的一个基本前提是对目标的极化特性进行分析。目标极化分解就是一种重要的、常用的目标极化特性分析技术。其中，基于模型的非相干目标极化分解由于操作简单、物理意义明确成为了目标极化分解的重要分支。近些年，基于模型的非相干目标极化分解引起了广泛关注，吸引了大批研究人员的注意力，已经成为目标极化分解和极化SAR领域的研究热点、难点。

在极化合成孔径雷达(POLSAR)中，散射时目标对极化电磁波存在变极化作用，造成目标散射矩阵元素在传统的水平-水平极化(HH)、垂直-垂直极化(VV)散射系数与水平-垂直极化(HV)散射系数存在耦合。

由于目标散射矩阵同极化、交叉极化元素存在耦合，后续分类、变化检测、分解等运用存在问题。本发明主要解决极化散射矩阵中同极化、交叉极化的耦合，以利于后续运用。本发明专利主要解决极化合成孔径雷达图像中同极化和交叉极化分量之间的耦合问题。

现有基于模型非相干目标极化分解方法分解之后，像素总是出现负功率，这意味着目标散射回波功率是负数，不合理。基于模型非相干目标极化分解出现负功率像素的原因之一是测量获得的目标散射矩阵不是真正建立在基于目标的后向散射坐标系上。通过PEOC方法，能够将目标相干散射矩阵旋转到真正基于目标的后向散射坐标系数。

发明内容

本发明提供一种全极化合成孔径雷达图像目标补偿PEOC方法，能够将散射矩阵从基于水平地面的后向坐标系旋转到基于目标的后向散射坐标。从而解决现有技术中的上述问题。

本发明提供了一种全极化合成孔径雷达图像目标补偿PEOC方法，包括以下步骤：

S1、输入全极化数据，并表示为相干矩阵T：

S2、由式(2)、式(3)、式(4)分别求解出定向角初始值ψ₀、椭圆率角初始值τ₀和相位角初始值θ₀，令I_m100、ψ_m＝ψ₀、τ_m＝τ₀和θ_m＝θ₀；

其中，tan^-1是四象限的反正切函数，Re、Im分别表示对复数取实部、虚部，由于式子前面的因子所以求出的目标定向角ψ、椭圆率角τ和相位角θ被限定在[-π/4，π/4]；

S3、当目标定向角椭圆率角相位角遍历时；利用目标定向角ψ、椭圆率角τ和相位角θ同时对相干矩阵T进行目标补偿，获得补偿后的相干矩阵T；

S4、计算