CN106405547A - 一种多极化sar简缩极化模式定标方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，该方法包括：定标场简缩极化SAR数据预处理和极化失真参量定标两部分。定标场简缩极化SAR数据预处理主要完成简缩极化SAR数据的辐射校正和法拉第(Faraday)旋转校正；极化失真参量定标利用常见的四种不同类型角反射器作为参考定标器，基于定标模型推导了简缩极化模式定标方法，即简缩极化模式极化失真参量标定方法。该方法可以精确地对极化失真参量进行标定，且定标算法不依赖于角反射器的绝对RCS值，可以有效避免不同角反射器RCS不一致引起的定标误差，算法稳健性好，实用性强。

Description

一种多极化SAR简缩极化模式定标方法

技术领域

本发明涉及一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，属于合成孔径雷达(SAR)数据处理技术领域。

背景技术

星载合成孔径雷达(SAR)作为一种重要的高分辨率微波遥感对地观测手段，近几年来受到越来越多的重视。SAR具有全天时、全天候的工作能力，且可以在多频段、多极化方式下获得目标的高分辨率图像，因此在地形测绘、海洋监测、减灾防灾、农业、林业和军事侦察等领域发挥着重要作用。

简缩极化模式(Compact Polarimetry)是多极化SAR的一种重要工作模式，通过利用双极化SAR系统来构建观测目标的伪全极化信息。本发明针对的简缩极化模式是采用发射圆极化信号，同时接收H和V线极化信号的工作方式。相对于传统双极化SAR系统，简缩极化模式不但可以获得两个正交接收极化通道(H和V)的幅度信息，还可以获得他们的相对相位信息。可以在大幅降低SAR系统复杂度、成本、重量、数据率等条件下获得接近全极化模式的系统性能，同时测绘带宽可以达到全极化模式的两倍，因而作为一种新的极化工作模式具有广阔的发展应用前景。

由于SAR系统的非理想特性，不同极化通道之间存在极化串扰和幅相不平衡误差，这些误差将导致简缩极化模式测量得到的目标极化数据失真，从而无法真实准确地反映目标极化特性和散射机理，不能满足多极化雷达实际应用需求，必须通过简缩极化定标技术来对系统极化失真参量进行标定和校正，从而获取地物目标真实的极化散射矩阵，进而进行极化相关应用模型的反演。

A.Freeman等在2008年EUSAR会议上发表了题为“较长波长简缩极化模式定标”的文章，初步提出了误差影响下简缩极化模式的定标模型和可能的定标方法思路，但未给出具体定标方法。

陈杰等在2011年IEEE期刊上发表了题为“利用混合雷达定标器进行低频段星载简缩极化模式定标”的文章，该文章提出了一种利用角反射器和有源定标器等不同定标器的组合来解算极化失真参量的简缩极化模式定标方法。该方法假设所有定标器的绝对幅相值已知，归一化后等效为理想散射矩阵然后基于简缩极化定标模型来解算极化失真参量。而实际上不同定标器的绝对幅相值是很难精确获得的，且不同定标器间绝对幅相值也会不一致，这将导致利用该方法进行实际定标时会引入误差，实用性较差。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有简缩极化模式定标方法的不足，提供了一种改进的多极化SAR简缩极化模式定标方法，本方法仅利用角反射器即可完成对简缩极化模式极化失真参量的定标，设备需求简单；定标算法利用角反射器不同极化通道分量的相对比值来解算极化失真参量误差，不需要精确已知每个角反射器的绝对幅相值，且对于不同角反射器的绝对幅相值一致性没有要求，因而对角反射器加工精度要求相对较低，实用性更强。该方法能够实现高精度的多极化SAR系统极化失真参量定标，有效提高目标观测信号的准确性和数据质量，对于简缩极化模式SAR系统具有重要意义。

本发明的一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，主要为多极化SAR简缩极化模式极化失真参量定标，极化失真参量定标的步骤如下：

(b1)在数据预处理后定标场简缩极化SAR图像中提取四种不同类型角反射器的极化散射矩阵；

(b2)基于简缩极化模式定标算法进行接收通道幅相不平衡定标；

(b3)对不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正；

(b4)利用经过接收通道不平衡校正的不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道极化串扰定标和发射通道极化串扰定标；

(b5)由此完成多极化SAR简缩极化模式全部极化失真参量定标，后续可以利用这些极化失真参数对简缩极化SAR图像进行校正。

本发明技术解决方案：

一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，该方法的步骤包括：定标设备布设、定标场简缩极化SAR数据预处理和极化失真参量定标三部分；该定标方法基于布设有四种不同类型角反射器的定标场简缩极化SAR图像来进行，因而需要在定标场布设四种不同类型的角反射器，包括：三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器；四种角反射器布设在测绘带中心区域；

一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，该方法的步骤为：

(1)布设定标设备；定标设备包括四种不同类型的角反射器，分别为三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器；四种角反射器布设在覆盖定标场的测绘带中心区域，四种角反射器互相之间的距离不小于100m；

(2)卫星过境获取步骤(1)中布设有四种角反射器的定标场的简缩极化SAR原始数据，得到的原始数据经过成像处理后，生成定标场的简缩极化SAR图像；

(3)对步骤(2)得到的定标场的简缩极化SAR图像进行辐射校正，所述的辐射校正包括天线方向图校正和距离功率衰减校正；

所述的天线方向图校正方法为：步骤(2)得到的SAR图像中的每个像素点乘以该像素点对应的天线方向图的幅度值G(θ)的倒数，即所述的天线方向图是利用SAR辐射外定标测量获得的；

所述的距离功率衰减校正方法为：步骤(2)得到的SAR图像中的每个像素点乘以其中R_i为距离向第i像素位置对应斜距，R_n为近距端斜距，c为光速，F_s为距离向采样频率，i为距离向像素位置，R₀为测绘带中心对应斜距；

如果SAR系统工作频段为P频段或L频段，还需要对辐射校正后的定标场简缩极化SAR图像进行法拉第(Faraday)旋转校正，所述的法拉第(Faraday)旋转校正方法为：经过辐射校正后SAR图像的散射矩阵左侧乘以Faraday旋转角校正矩阵；所述的Faraday旋转角校正矩阵为：

其中，其中，K为常数，大小为2.365×10⁴，B表示磁通量密度，表示入射波法线方向与地球磁场方向的夹角，θ表示入射波法线方向与卫星垂直向下方向的夹角，表示磁场相关参数按照400km高度计算，TEC表示总电子浓度；

(4)在步骤(3)经过辐射校正后的定标场简缩极化SAR图像中提取四种不同类型角反射器的极化散射矩阵，其中三面角反射器的极化散射矩阵为0°二面角反射器的极化散射矩阵为22.5°二面角反射器的极化散射矩阵为45°二面角反射器的极化散射矩阵为其中，S_1RH表示三面角反射器RH通道图像对应值，S_2RH表示0°二面角反射器RH通道图像对应值，S_3RH表示22.5°二面角反射器RH通道图像对应值，S_4RH表示45°二面角反射器RH通道图像对应值；

S_1RV表示三面角反射器RV通道图像对应值，S_2RV表示0°二面角反射器RV通道图像对应值，S_3RV表示22.5°二面角反射器RV通道图像对应值，S_4RV表示45°二面角反射器RV通道图像对应值；

(5)利用步骤(4)提取的四种角反射器的极化散射矩阵进行接收通道幅相不平衡定标；

所述的接收通道幅相不平衡定标方法为：

令则所述的接收通道幅相不平衡f为：

其中

A＝P-2K₃N

B＝Q+jNK₃(K₁+K₂)

C＝-jM(K₁+K₂)+(K₁-K₂)N

M＝K₂K₄+j(K₁+K₂)(K₄-K₃)/2-1

N＝j+(K₁-K₂)(K₃-K₄)/2-jK₂K₄

P＝(K₃-K₄)[2+K₃(K₁-K₂)]

Q＝M[2+K₃(K₁-K₂)]-j(K₁+K₂)(K₃-K₄)

(6)利用步骤(5)获得的接收通道幅相不平衡f来对步骤(4)获得的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正；校正方法为：对步骤(4)获得的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵 的左侧分别乘以矩阵

(7)利用步骤(6)获得的经过接收通道不平衡校正后的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道极化串扰定标和发射通道极化串扰定标；

所述的接收通道极化串扰包括接收通道H极化到V极化的串扰δ₁和接收通道V极化到H极化的串扰δ₂，

所述δ₁和δ₂的定标方法为：

所述的发射通道极化串扰δ_c的定标方法为：

δ_c＝(1-X)/2

其中，

(8)由此完成多极化SAR简缩极化模式全部极化失真参量定标，后续可以利用这些极化失真参数对简缩极化SAR图像进行校正，从而可以有效提高目标观测信号的准确性和数据质量。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明提出的多极化SAR简缩极化模式定标方法仅利用角反射器即可完成对简缩极化模式极化失真参量的定标，设备需求简单，成本低，且角反射器重量小，便于外场布设。

(2)相比于现在定标方法，本发明提出的简缩极化模式定标算法利用角反射器不同极化通道分量的相对比值来解算极化失真参量误差，因而不需要精确已知每个角反射器的绝对幅相值。

(3)本发明提出的简缩极化模式定标方法对于不同角反射器的绝对幅相值一致性没有要求，因而对角反射器加工精度要求相对较低，实用性更强。

(4)本发明提出的简缩极化模式定标方法仅利用角反射器作为定标器，成本低，可以利用多组角反射器在不同观测区域进行定标，从而抑制随意误差的影响，提高极化失真参量定标精度。

(5)本发明提出的简缩极化模式定标方法可以有效克服上述定标方法的不足，且设备需求简单，实用性强，精度高。

(6)本发明提出了一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，该方法包括：定标场简缩极化SAR数据预处理和极化失真参量定标两部分。定标场简缩极化SAR数据预处理主要完成简缩极化SAR数据的辐射校正和法拉第(Faraday)旋转校正；极化失真参量定标利用常见的不同类型角反射器作为参考定标器，基于定标模型推导了简缩极化模式定标方法，即简缩极化模式极化失真参量标定方法。该方法可以精确地对极化失真参量进行标定，且定标算法不依赖于角反射器的绝对RCS值，可以有效避免不同角反射器RCS不一致引起的定标误差，算法稳健性好，实用性强。

附图说明

图1是本发明方法数据处理流程图；

图2是本发明实施例中布设的三角形反射器；

图3是本发明实施例中布设的二面角反射器；

图4是本发明实施例中RADARSAT-2定标场SAR图像；

表1是本发明实施例中基于本发明定标方法定标精度。

具体实施方式

如图1所示，一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，该方法的步骤为：

(1)布设定标设备；定标设备包括四种不同类型的角反射器，分别为三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器；四种角反射器布设在覆盖定标场的测绘带中心区域，四种角反射器互相之间的距离不小于100m；

(2)卫星过境获取步骤(1)中布设有四种角反射器的定标场的简缩极化SAR原始数据，得到的原始数据经过成像处理后，生成定标场的简缩极化SAR图像；

(3)对步骤(2)得到的定标场的简缩极化SAR图像进行辐射校正，所述的辐射校正包括天线方向图校正和距离功率衰减校正；

所述的天线方向图校正方法为：步骤(2)得到的SAR图像中的每个像素点乘以该像素点对应的天线方向图的幅度值G(θ)的倒数，即所述的天线方向图是利用SAR辐射外定标测量获得的；

所述的距离功率衰减校正方法为：步骤(2)得到的SAR图像中的每个像素点乘以其中R_i为距离向第i像素位置对应斜距，R_n为近距端斜距，c为光速，F_s为距离向采样频率，i为距离向像素位置，R₀为测绘带中心对应斜距；

如果SAR系统工作频段为P频段或L频段，还需要对辐射校正后的定标场简缩极化SAR图像进行法拉第(Faraday)旋转校正，所述的法拉第(Faraday)旋转校正方法为：经过辐射校正后SAR图像的散射矩阵左侧乘以Faraday旋转角校正矩阵；所述的Faraday旋转角校正矩阵为：

其中，其中，K为常数，大小为2.365×10⁴，B表示磁通量密度，表示入射波法线方向与地球磁场方向的夹角，θ表示入射波法线方向与卫星垂直向下方向的夹角，表示磁场相关参数按照400km高度计算，TEC表示总电子浓度；

(4)在步骤(3)经过辐射校正后的定标场简缩极化SAR图像中提取四种不同类型角反射器的极化散射矩阵，其中三面角反射器的极化散射矩阵为0°二面角反射器的极化散射矩阵为22.5°二面角反射器的极化散射矩阵为45°二面角反射器的极化散射矩阵为其中，S_1RH表示三面角反射器RH通道图像对应值，S_2RH表示0°二面角反射器RH通道图像对应值，S_3RH表示22.5°二面角反射器RH通道图像对应值，S_4RH表示45°二面角反射器RH通道图像对应值；

S_1RV表示三面角反射器RV通道图像对应值，S_2RV表示0°二面角反射器RV通道图像对应值，S_3RV表示22.5°二面角反射器RV通道图像对应值，S_4RV表示45°二面角反射器RV通道图像对应值；

(5)利用步骤(4)提取的四种角反射器的极化散射矩阵进行接收通道幅相不平衡定标；

所述的接收通道幅相不平衡定标方法为：

令则所述的接收通道幅相不平衡f为：

其中

A＝P-2K₃N

B＝Q+jNK₃(K₁+K₂)

C＝-jM(K₁+K₂)+(K₁-K₂)N

M＝K₂K₄+j(K₁+K₂)(K₄-K₃)/2-1

N＝j+(K₁-K₂)(K₃-K₄)/2-jK₂K₄

P＝(K₃-K₄)[2+K₃(K₁-K₂)]

Q＝M[2+K₃(K₁-K₂)]-j(K₁+K₂)(K₃-K₄)

(6)利用步骤(5)获得的接收通道幅相不平衡f来对步骤(4)获得的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正；校正方法为：对步骤(4)获得的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵 的左侧分别乘以矩阵

(7)利用步骤(6)获得的经过接收通道不平衡校正后的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道极化串扰定标和发射通道极化串扰定标；

所述的接收通道极化串扰包括接收通道H极化到V极化的串扰δ₁和接收通道V极化到H极化的串扰δ₂，

所述δ₁和δ₂的定标方法为：

所述的发射通道极化串扰δ_c的定标方法为：

δ_c＝(1-X)/2

其中，

(8)由此完成多极化SAR简缩极化模式全部极化失真参量定标，后续可以利用这些极化失真参数对简缩极化SAR图像进行校正，从而可以有效提高目标观测信号的准确性和数据质量。

下面本发明结合附图和以一个具体实施例进一步说明本发明的工作原理、工作过程以及预期可以达到的效果。

极化失真参量定标的步骤如下：

(b1)在数据预处理后定标场简缩极化SAR图像中提取四种不同类型角反射器的极化散射矩阵；

四种不同类型的角反射器分别为：三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器。简缩极化模式下四种角反射器的归一化理想极化散射矩阵分别为：

(b2)基于简缩极化模式定标算法进行接收通道幅相不平衡定标；

具体定标算法如下：

存在极化失真参量误差时，简缩极化模式下目标观测信号模型可以表示为

其中，为复系数，表示绝对幅相值；δ₁,δ₂为接收通道极化串扰；f为接收通道幅相不平衡；δ_c为发射通道极化串扰；N_H和N_V表示H和V通道噪声分量。

为了便于计算，忽略绝对幅度和相位项和噪声项，同时假设极化串扰δ＜＜1，则误差影响下四种角反射器对应散射矩阵分别为：

令则经过复杂求解过程可以得到：

其中

A＝P-2K₃N

B＝Q+jNK₃(K₁+K₂)

C＝-jM(K₁+K₂)+(K₁-K₂)N

M＝K₂K₄+j(K₁+K₂)(K₄-K₃)/2-1

N＝j+(K₁-K₂)(K₃-K₄)/2-jK₂K₄

P＝(K₃-K₄)[2+K₃(K₁-K₂)]

Q＝M[2+K₃(K₁-K₂)]-j(K₁+K₂)(K₃-K₄)

由此可以获得接收通道幅相不平衡误差f。

(b3)对不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正；

校正方法如下：

其中，和分别表示经过接收通道幅相不平衡误差校正后不同类型角反射器极化散射矩阵。

(b4)利用经过接收通道不平衡校正的不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道极化串扰定标和发射通道极化串扰定标；

定标算法如下：

δ₁＝[K₁+K₂+j(K₂-K₁)δ₂]/2

δ_c＝(1-X)/2

其中，

(b5)由此完成多极化SAR简缩极化模式全部极化失真参量定标，后续可以利用这些极化失真参数对简缩极化SAR图像进行校正。

实施例

如图2和图3所示，首先将四种不同类型角反射器布设在定标场(本实施例定标场选在机场跑道边的草地上)，然后获取定标场的SAR图像，如图4所示。

本实施例采用的定标场简缩极化SAR图像是基于购买的RADARSAT-2全极化SAR图像模拟仿真生成，利用RADARSAT-2全极化图像可以来计算简缩极化模式下RH和RV通道SAR图像，然后加入极化失真参量误差来模拟误差影响下简缩极化SAR图像数据。由于购买的RADARSAT-2全极化SAR图像已经经过辐射校正，同时RADARSAT-2工作在C频段，因而定标方法中的定标场简缩极化SAR数据预处理步骤(3)中的部分内容省略。

极化失真参量定标的步骤如下：

(b1)在数据预处理后定标场简缩极化SAR图像中提取四种不同类型角反射器的极化散射矩阵，分别为：

(b2)基于简缩极化模式定标算法进行接收通道幅相不平衡定标，可以获得接收通道幅相不平衡误差f＝1.0094+0.3032j。

(b3)对不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正，校正方法如下：

其中，和分别表示经过接收通道幅相不平衡误差校正后不同类型角反射器极化散射矩阵。

(b4)利用经过接收通道不平衡校正的不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道极化串扰定标和发射通道极化串扰定标，计算结果如下：

δ₂＝-0.0456+0.0332j

δ₁＝0.0414+0.0381j

δ_c＝-0.0357-0.0021j

(b5)由此完成多极化SAR简缩极化模式全部极化失真参量定标，然后可以利用这些极化失真参数对简缩极化SAR图像进行校正。通过比较校正后标准角反射器极化散射矩阵与理想标准角反射器极化散射矩阵的误差来对本发明提出的多极化SAR简缩极化模式定标方法精度及有效性进行评估和说明，定标结果如表1所示。

表1

极化通道	理想值	定标后	定标精度
				RH	1	1.0799+0.0804j	0.67dB∠1.65°
RV	-j	0.4086-1.0657j	0.59dB∠1.54°

由定标结果可以看出，本发明提出的定标方法可以获得很高的定标精度，经过定标后目标散射矩阵幅度误差约0.6dB，相位误差小于1.7°，从而验证了本发明提出的多极化SAR简缩极化模式定标方法的有效性和可行性，可以应用于多极化SAR简缩极化模式定标。

本发明可以用于任意频段星载SAR简缩极化模式定标处理。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)布设定标设备；定标设备包括四种不同类型的角反射器，分别为三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器；四种角反射器布设在覆盖定标场的测绘带中心区域，四种角反射器互相之间的距离不小于100m；

(2)卫星过境获取步骤(1)中布设有四种角反射器的定标场的简缩极化SAR图像；

(3)对步骤(2)得到的定标场的简缩极化SAR图像进行辐射校正，所述的辐射校正包括天线方向图校正和距离功率衰减校正；

所述的天线方向图校正方法为：步骤(2)得到的SAR图像中的每个像素点乘以该像素点对应的天线方向图的幅度值G(θ)的倒数，即所述的天线方向图是利用SAR辐射外定标测量获得的；

所述的距离功率衰减校正方法为：步骤(2)得到的SAR图像中的每个像素点乘以其中R_i为距离向第i像素位置对应斜距，R_n为近距端斜距，c为光速，F_s为距离向采样频率，i为距离向像素位置，R₀为测绘带中心对应斜距；

(4)在步骤(3)经过辐射校正后的定标场简缩极化SAR图像中提取四种不同类型角反射器的极化散射矩阵，其中三面角反射器的极化散射矩阵为0°二面角反射器的极化散射矩阵为22.5°二面角反射器的极化散射矩阵为45°二面角反射器的极化散射矩阵为其中，S_1RH表示三面角反射器RH通道图像对应值，S_2RH表示0°二面角反射器RH通道图像对应值，S_3RH表示22.5°二面角反射器RH通道图像对应值，S_4RH表示45°二面角反射器RH通道图像对应值；

S_1RV表示三面角反射器RV通道图像对应值，S_2RV表示0°二面角反射器RV通道图像对应值，S_3RV表示22.5°二面角反射器RV通道图像对应值，S_4RV表示45°二面角反射器RV通道图像对应值；

(5)利用步骤(4)提取的四种角反射器的极化散射矩阵进行接收通道幅相不平衡定标；

所述的接收通道幅相不平衡定标方法为：

令则所述的接收通道幅相不平衡f为：

$f=\frac{-B+\sqrt{B^2-4AC}}{2A}$

其中

A＝P-2K₃N

B＝Q+jNK₃(K₁+K₂)

C＝-jM(K₁+K₂)+(K₁-K₂)N

M＝K₂K₄+j(K₁+K₂)(K₄-K₃)/2-1

N＝j+(K₁-K₂)(K₃-K₄)/2-jK₂K₄

P＝(K₃-K₄)[2+K₃(K₁-K₂)]

Q＝M[2+K₃(K₁-K₂)]-j(K₁+K₂)(K₃-K₄)

(6)利用步骤(5)获得的接收通道幅相不平衡f来对步骤(4)获得的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正；校正方法为：对步骤(4)获得的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵 的左侧分别乘以矩阵

(7)利用步骤(6)获得的经过接收通道不平衡校正后的四种不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道极化串扰定标和发射通道极化串扰定标；

所述的接收通道极化串扰包括接收通道H极化到V极化的串扰δ₁和接收通道V极化到H极化的串扰δ₂，

所述δ₁和δ₂的定标方法为：

δ₁＝[K₁+K₂+j(K₂-K₁)δ₂]/2，

所述的发射通道极化串扰δ_c的定标方法为：

δ_c＝(1-X)/2

其中，

(8)根据步骤(5)获得的接收通道幅相不平衡f定标结果和步骤(7)获得的接收通道极化串扰δ₁，δ₂定标结果和发射通道极化串扰δ_c定标结果，对简缩极化SAR图像进行校正。

2.根据权利要求1所述的一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，如果SAR系统工作频段为P频段或L频段，还需要对辐射校正后的定标场简缩极化SAR图像进行法拉第(Faraday)旋转校正。

3.根据权利要求2所述的一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，其特征在于：所述的法拉第(Faraday)旋转校正方法为：经过辐射校正后SAR图像的散射矩阵左侧乘以Faraday旋转角校正矩阵；所述的Faraday旋转角校正矩阵为：

${\left(\begin{array}{cc}cos\mathrm{\Ω}& sin\mathrm{\Ω}\\ -sin\mathrm{\Ω}& cos\mathrm{\Ω}\end{array}\right)}^{-1}$

其中，TEC，其中，K为常数，大小为2.365×10⁴，B表示磁通量密度，表示入射波法线方向与地球磁场方向的夹角，θ表示入射波法线方向与卫星垂直向下方向的夹角，表示磁场相关参数按照400km高度计算，TEC表示总电子浓度。

4.根据权利要求1所述的一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，三面角反射器、0°二面角反射器、22.5°二面角反射器和45°二面角反射器的理想极化散射矩阵分别为：

$\left(\begin{array}{c}{S}_{1RH}\\ S_{1RV}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}1\\ -j\end{array}\right),\left(\begin{array}{c}{S}_{2RH}\\ S_{2RV}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}-1\\ -j\end{array}\right),\left(\begin{array}{c}{S}_{3RH}\\ S_{3RV}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}-1-j\\ 1-j\end{array}\right),\left(\begin{array}{c}{S}_{4RH}\\ S_{4RV}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}-j\\ 1\end{array}\right).$

5.根据权利要求1所述的一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，接收通道幅相不平衡定标的获得方法如下：

存在极化失真参量误差时，简缩极化模式下目标观测信号模型表示为：

$\left(\begin{array}{c}{M}_{RH}\\ M_{RV}\end{array}\right)\≅A(r,\mathrm{\θ})e^{j\mathrm{\φ}}\frac{\mathrm{\α}}{\sqrt{2}}\left(\begin{array}{cc}1& {\mathrm{\δ}}_2\\ {\mathrm{\δ}}_1& f\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{S}_{hh}& S_{hv}\\ S_{vh}& S_{vv}\end{array}\right)\[\left(\begin{array}{c}1\\ -j\end{array}\right)+{\mathrm{\δ}}_c\left(\begin{array}{c}1\\ j\end{array}\right)\]+\left(\begin{array}{c}{N}_H\\ N_V\end{array}\right)$

其中，为复系数，表示绝对幅相值；δ₁,δ₂为接收通道极化串扰；f为接收通道幅相不平衡；δ_c为发射通道极化串扰；N_H和N_V表示H和V通道噪声分量；

为了便于计算忽略绝对幅度和相位项和噪声项，同时假设串扰δ₁＜＜1,δ₂＜＜1,δ_c＜＜1，则误差影响下四种角反射器目标对应散射矩阵分别为：

$\left(\begin{array}{c}{S}_{1RH}\\ S_{1RV}\end{array}\right)=(1+{\mathrm{\δ}}_c)\left(\begin{array}{c}1-j{\mathrm{\δ}}_2\\ {\mathrm{\δ}}_1-jf(1-2{\mathrm{\δ}}_c)\end{array}\right)$

$\left(\begin{array}{c}{S}_{2RH}\\ S_{2RV}\end{array}\right)=-(1+{\mathrm{\δ}}_c)\left(\begin{array}{c}1+j{\mathrm{\δ}}_2\\ {\mathrm{\δ}}_1+jf(1-2{\mathrm{\δ}}_c)\end{array}\right)$

$\left(\begin{array}{c}{S}_{3RH}\\ S_{3RV}\end{array}\right)=(1+{\mathrm{\δ}}_c)\left(\begin{array}{c}-1-j(1-2{\mathrm{\δ}}_c)+(1-j){\mathrm{\δ}}_2\\ (-1-j){\mathrm{\δ}}_1+f-jf(1-2{\mathrm{\δ}}_c)\end{array}\right)$

$\left(\begin{array}{c}{S}_{4RH}\\ S_{4RV}\end{array}\right)=(1+{\mathrm{\δ}}_c)\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\δ}}_2-j(1-2{\mathrm{\δ}}_c)\\ f-{\mathrm{j\δ}}_1\end{array}\right)$

令X＝1-2δ_c，则经过求解过程得到：

$f=\frac{-B+\sqrt{B^2-4AC}}{2A}$

其中

A＝P-2K₃N

B＝Q+jNK₃(K₁+K₂)

C＝-jM(K₁+K₂)+(K₁-K₂)N

M＝K₂K₄+j(K₁+K₂)(K₄-K₃)/2-1

N＝j+(K₁-K₂)(K₃-K₄)/2-jK₂K₄

P＝(K₃-K₄)[2+K₃(K₁-K₂)]

Q＝M[2+K₃(K₁-K₂)]-j(K₁+K₂)(K₃-K₄)

由此可以获得接收通道幅相不平衡f。

6.根据权利要求1所述的一种多极化SAR简缩极化模式定标方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，不同类型角反射器的极化散射矩阵进行接收通道不平衡校正方法如下：

$\left(\begin{array}{c}{S}_{iRH}^f\\ S_{iRV}^f\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1/f\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{S}_{iRH}\\ S_{iRV}\end{array}\right),i=1,2,3,4$

其中，和分别表示经过接收通道幅相不平衡误差校正后不同类型角反射器极化散射矩阵。