CN106646415B - 一种极化散射计预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对极化散射计极化相关后向散射系数预处理问题，提出了一种新的极化相关后向散射系数预处理方法，步骤如下：1、将散射计接收的同极化和交叉极化回波求相关运算，得到极化相关系数；2利用同极化后向散射系数的求取方法，计算得到同极化后向散射系数和交叉极化后向散射系数；3、将极化相关系数、同极化与交叉极化通道相位差，同极化后向散射系数和交叉极化后向散射系数，通过比率换算处理，得到极化相关后向散射系数。本发明方法能够避免现有预处理方法复杂，处理误差大的不足，提高了极化后向散射系数预处理精度，降低了系统预处理难度，非常适合散射计高精度的测量需求。

Description

一种极化散射计预处理方法

技术领域

本发明属于空间微波遥感技术领域，涉及一种极化散射计预处理方法。

背景技术

目前为止，公开报道的极化散射计预处理方法较少，主要采用由接收的回波信号根据雷达方程推导得到极化相关后向散射系数。主要实现方法如下：

为获得极化相关后向散射系数σ_HVVV，极化散射计信号处理器需对两极化接收机接收的回波信号进行相关处理。对于σ_HVVV的测量，需发射V极化的信号，然后对同极化回波(Q_V)和H接收通道的交叉极化回波(Q_H)进行相关：

<Q_VQ^* _H>＝Xσ_hvvv+…+<v_Vv^* _H> (1)

其中X的表达式为：

式(1)中的“…”代表的是15项交叉项，若系统两极化通道的隔离度高，则这些交叉项可忽略不计，若隔离度不高，则需要通过定标来去除其影响。在以下的推导中，认为两接收通道之间的隔离度＞30dB，所有的交叉项和热噪声的相关项暂且忽略不计。

则σ_HVVV可通过下式得到：

式(2)中，K^t _vv、K^r _vv、K^r _hh分别为V极化的发射链路幅度增益(包括相位信息)、V极化的接收链路幅度增益(包括相位信息)，H极化的接收链路幅度增益(包括相位信息)，λ为波长，r为目标至散射计的距离。

根据以上对σ_HVVV的分析，可知极化散射计需实时对两通道的回波信号进行相关处理，然后通过式(3)进行计算得到σ_HVVV。此方法在实现过程中，需要精确已知发射和接收链路(包括天线、收发通道及处理系统)的幅度和相位信息，计算得到极化散射计X参数。此预处理方法引入的误差项多，增加了极化散射计的预处理难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足之处，提供了一种极化散射计预处理方法，解决了极化散射计极化相关后向散射系数预处理需要精确已知收发系统幅度和相位信息，预处理误差大的问题。

本发明的技术方案是：一种极化散射计预处理方法，步骤如下：

1)将散射计同极化通道接收的回波Q_V和交叉极化通道回波Q_H进行相关处理，得到极化相关系数ρ_HVVV；

其中上标*表示XX

2)利用同极化后向散射系数的求取方法，计算得到同极化后向散射系数σ_VV和交叉极化后向散射系数σ_HV；

3)将极化相关系数ρ_HVVV、同极化与交叉极化通道相位差，同极化后向散射系数σ_VV和交叉极化后向散射系数σ_HV，通过比率换算处理，得到极化相关后向散射系数其中为同极化与交叉极化接收链路的相位差，通过内定标数据获取；进而完成了散射计从接收的回波数据到极化后向散射系数的预处理过程。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)由于在处理的过程中，将两接收链路的幅度信息抵消掉，因此不需要考虑两接收链路的幅度不一致性，降低了预处理的难度；

(2)将极化相关后向散射系数的求取，转化成为目前较成熟的散射计后向散射系数的求取，实现简单；

(3)可随意将接收回波分小块处理，得到高分辨率情况下的极化相关后向散射系数，适应高空间分辨率测量需求。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

参见附图1，极化散射计预处理方法分析如下：

(1)极化相关系数的求取

定义极化相关系数ρ_HVVV为：

(2)同极化和交叉极化后向散射系数的求取

同极化(VV极化)后向散射系数σ_VV可以表示为：

其中X_VV为：

交叉极化(HV极化)后向散射系数σ_HV可以表示为：

其中X_HV为：

其中K^t _vv、K^r _vv、K^r _hh分别为V极化的发射链路幅度增益(包括相位信息)、V极化的接收链路幅度增益(包括相位信息)，H极化的接收链路幅度增益(包括相位信息)，λ为波长，r为目标至散射计的距离；

(3)极化相关后向散射系数的求取

应用式(3)～(8)可得：

定义为：

由式(2)可知，

将式(6)、(8)、(11)代入式(10)，可得：

上式中，和分别为同极化接收链路和交叉极化接收链路的相位，为同极化与交叉极化接收链路的相位差，通过内定标数据获取。σ_VV和σ_HV分别为同极化和交叉极化后向散射系数，可按现有的散射计后向散射系数的计算方法求取即可。至此，完成了散射计从接收的回波数据到极化后向散射系数的预处理过程。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种极化散射计预处理方法，其特征在于步骤如下：

1)将散射计同极化通道接收的回波Q_V和交叉极化通道回波Q_H进行相关处理，得到极化相关系数ρ_HVVV；

其中上标*表示共轭

2)利用同极化后向散射系数的求取方法，计算得到同极化后向散射系数σ_VV和交叉极化后向散射系数σ_HV；

3)将极化相关系数ρ_HVVV、同极化与交叉极化通道相位差同极化后向散射系数σ_VV和交叉极化后向散射系数σ_HV，通过比率换算处理，得到极化相关后向散射系数其中 为同极化与交叉极化接收链路的相位差，通过内定标数据获取；进而完成了散射计从接收的回波数据到极化后向散射系数的预处理过程。