[发明专利]一种全极化合成孔径雷达的目标非相干分解方法

摘要

本发明提供了一种全极化合成孔径雷达的目标非相干分解方法，该非相干分解方法借助没有参数增殖的Paladini的乘性分解形式，将参数物理意义明确的Touzi分解推广成乘性分解，从而提供一种没有参数增殖的、物理意义明确的乘性分解形式，克服了Paladini分解中某些参数物理意义不明确的缺点，同时也克服了Touzi分解参数增殖的缺点，实现了信息无丢失且没有参数增殖的目标分解，分解过程没有参数增殖及信息丢失，分解参数物理意义明确。

主权项

一种全极化合成孔径雷达的目标非相干分解方法，其特征在于，所述的目标非相干分解方法包括：步骤1)读入全极化合成孔径雷达的极化数据，得到目标的相干T矩阵；步骤2)对目标的相干T矩阵进行特征分解，得到三个特征值和三个散射矢量，特征分解得到的相干T矩阵表示为：T＝UΛU^‑1其中，Λ＝diag(λ₁,λ₂,λ₃)表示三个特征值λ₁,λ₂,λ₃组成的矩阵，U＝[u₁,u₂,u₃]表示三个散射矢量u₁,u₂,u₃组成的矩阵，λ₁＞λ₂＞λ₃；步骤3)根据步骤2)中的三个特征值利用下述公式计算得出三个参数，分别是总功率SPAN、散射熵H和各向异性A：SPAN＝λ₁+λ₂+λ₃$H=-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i{\log }_N{P}_i,$其中$P_i=\frac{{\mathrm{\λ}}_i}{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\λ}}_3}$$A=\frac{{\mathrm{\λ}}_2-{\mathrm{\λ}}_3}{{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\λ}}_3};$步骤4)：对主散射矢量u₁采用Touzi的散射矢量模型TSVM进行建模，得到模型：$u_1=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \left(2\mathrm{\ψ}\right)& -\sin \left(2\mathrm{\ψ}\right)\\ 0& \sin \left(2\mathrm{\ψ}\right)& \cos \left(2\mathrm{\ψ}\right)\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}\cos \left(2\mathrm{\τ}\right)& 0& -j\sin \left(2\mathrm{\τ}\right)\\ 0& 1& 0\\ -j\sin \left(2\mathrm{\τ}\right)& 0& \cos \left(2\mathrm{\τ}\right)\end{array}\right)$$\left(\begin{array}{ccc}\cos \left({\mathrm{\α}}_s\right)& -\sin \left({\mathrm{\α}}_s\right)& 0\\ \sin \left({\mathrm{\α}}_s\right)& \cos \left({\mathrm{\α}}_s\right)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& e^{j{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{\αS}}}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\end{array}\right)=\mathrm{SU}\left(\mathrm{\ψ}\right)\mathrm{SU}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{SU}\left({\mathrm{\α}}_s\right)\mathrm{SU}\left({\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{\αS}}\right)\left(\begin{array}{c}1\\ 0\\ 0\end{array}\right)$其中，ψ表示取向角，τ表示螺旋角，α_S表示散射类型幅值，Φ_αS表示散射类型相位，上述四个参数表示主散射矢量u₁的四个自由度；步骤5)去掉特征矩阵U中主散射矢量u₁的四个自由度，以求得次散射矢量u₂、u₃的两个自由度，表达式为：其中，Γ表示主散射矢量u₁和次散射矢量u₂之间的相对螺旋角，表示主散射矢量u₁和次散射矢量u₂之间的相对取向角，上述两个参数表示次散射矢量u₂、u₃的两个自由度；最终的分解形式为：T＝UΛU^‑1