CN108508416A - 一种快速高效的极化互易性验证方法 - Google Patents

一种快速高效的极化互易性验证方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108508416A
CN108508416A CN201810198032.5A CN201810198032A CN108508416A CN 108508416 A CN108508416 A CN 108508416A CN 201810198032 A CN201810198032 A CN 201810198032A CN 108508416 A CN108508416 A CN 108508416A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reciprocity
polarization
rec
target
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810198032.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张军
杨刚
袁子乔
李静静
杜力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Electronic Engineering Research Institute
Original Assignee
Xian Electronic Engineering Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Electronic Engineering Research Institute filed Critical Xian Electronic Engineering Research Institute
Priority to CN201810198032.5A priority Critical patent/CN108508416A/zh
Publication of CN108508416A publication Critical patent/CN108508416A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

本发明涉及一种快速高效的极化互易性验证方法，首先计算交叉通道的互相关系数ρ，对互相关系数ρ进行判断，然后对全极化数据进行Pauli分解，得到α，β，γ，δ分量，然后根据这四个分量计算相关系数和互易部分所占比例最后通过对θrec的判定来实现交叉极化通道的互易性判定。得到满足极化校正要求精度的互易性验证方法，大大的提高了极化互易性验证的精度及效率。

Description

一种快速高效的极化互易性验证方法
技术领域
本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种快速高效的极化互易性验证方法。
背景技术
由互易性原理可知，单静态情况下，在均匀、各向同性的传播介质中，线性目标的极化散射矩阵是对称的，即SHV＝SVH，极化信息的处理过程都是建立在散射矩阵对称的基础之上。但是在通常情况下测量得到的极化散射矩阵都是非对称的，意味着目标的互易性在测量过程中遭到了破坏，导致极化散射矩阵的变质。这主要是由以下原因引起的：在雷达系统中，远场条件下假设电磁波是平面波，但是在实际中的测量是在准远场的条件下进行的，就不能认为雷达接收波是严格的平面波；实际中测量系统很难保证单站条件；全极化雷达系统中的两个接收极化通道之间难以保持幅相特性一致，即使进行了系统校正，也会存在很多误差。所以对极化散射矩阵进行互易性验证变得必不可少。雷达系统对极化交叉通道满足互易性与正交天线的校准有很大的关系，精度越高意味正交天线校正的越复杂越耗时，所以发明一种快速高效的极化互易性验证方法对正交天线校正有很重要的指导意义。
发明内容
要解决的技术问题
为了解决全极化雷达正常情况下极化目标交叉通道极化散射矩阵不对称时，进行互易性验证所面对的精度和效率的问题，本发明提出一种快速高效的极化互易性验证方法。
技术方案
一种快速高效的极化互易性验证方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：根据全极化数据计算交叉通道的互相关系数ρ；
步骤2：判断ρ是否小于0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至步骤3；
步骤3：对全极化数据进行Pauli分解，求得奇次散射分量α、偶次散射分量β、旋转π/4偶次散射分量γ、反对称分量δ；
步骤4：计算目标互易部分所占比例
步骤5：判断θrec是否大于π/4，如果θrec＞π/4，则极化目标不满足互易性，否则转至步骤6；
步骤6：判断θrec是否小于等于π/8，如果θrec≤π/8，则极化目标对称，输出结果，否则极化目标不对称，判断完成并停止。
有益效果
本发明提出的一种快速高效的极化互易性验证方法，该方法根据极化正交通道校正的要求，通过计算相关系数和互易部分所占比例θrec，得到满足极化校正要求精度的互易性验证方法，大大的提高了极化互易性验证的精度及效率。
附图说明
图1本发明流程图
图2交叉极化通道的相关性
图3未去掉互易散射体的θrec分布图
图4去掉互易散射体的θrec分布图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本发明方法包括以下步骤：(a)根据获得的全极化数据，计算交叉通道的互相关系数；
(b)判断ρ＜0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至(c)；
(c)对全极化数据进行Pauli分解，求得α,β,γ,δ分量；对应分量分别为奇次散射分量、偶次散射分量、旋转π/4偶次散射分量、反对称分量；
(d)计算目标互易部分所占比例
(e)判断θrec＞π/4，如果θrec＞π/4，则极化目标不满足互易性，否则转至(f)；
(f)判断θrec≤π/8，如果θrec≤π/8则极化目标对称，输出结果，否则转至(g)；
(g)极化目标不对称，判断完成并停止。
步骤(a)中根据具体系统精度要求选择极化目标并计算相关性系数ρ，具体为，首先判断相关性系数ρ的均值是否能满足高度相关的阈值范围(0.8±-±1.00)对相关性系数阈值的要求，如果满足在理想情况，即单静态情况下，均匀、各向同性的传播介质，ρ＝1.0；在正常情况下，满足互易性条件时0.8＜ρ＜1.0。
步骤(c)对全极化数据进行Pauli分解，在求α,β,γ,δ分量时，为了防止步骤(d)中出现分母为0的情况，给计算结果都加了一个极小值，也即实际计算的是其中eps为一个大于零的极小值。
步骤(e)中利用计算的结果为实际极化数据的N行M列个值，在进行验证θrec＞π/4，因为正交天线的垂直和水平通道关于π/4对称，通过计算其均值及方差来综合判定，通常情况下，方差越小，数据越稳定。
步骤(f)中θrec≥0是因为人造目标相比自然目标具有对称性，δ是非对称部分，所以对于对称的人造目标θrec≤π/8是因为人造目标和自然目标关于π/8分为对称和非对称部分，所以通过可推导出θrec关于对称目标的阈值范围。
实验一：极化互易性验证方法的结果如表1所示。
1本发明方法中互易性验证结果
全极化数据 距离单元个数 θrec均值 θrec方差 HV与VH通道相关系数
1 1000 0.0713068216459987 0.00420689189265635 0.978319522679885
2 1000 0.0714998761367973 0.00442525566562954 0.980253121304009
3 1000 0.0712223491093105 0.00402642267608027 0.974965309644027
4 1000 0.0688454650780440 0.00435161016133473 0.978089451403735
5 1000 0.0691453297564015 0.00384093700502799 0.980633725028901
6 1000 0.0673477072797436 0.00400621644445773 0.980172223774880
7 1000 0.0652787968766048 0.00358544950349346 0.986072557799861
8 1000 0.0675955638720264 0.00513431091592242 0.984859713655150
9 1000 0.0623404490725195 0.00385193640354235 0.978416440793898
10 1000 0.0695163204833109 0.00457117873735000 0.975687990936263
采用10组公开的全极化数据，通过表1数据可以看出，θrec均值满足θrec＜π/4，θrec方差为e-3量级，说明数据的稳定性很高，相关性系数ρ＞0.8，进一步证明了交叉极化通道的相关性满足互易性验证，比仅仅通过判断θrec来验证互易性，精度及效率都有了很大的提高。
实验二：极化互易性验证方法的结果如图2-4所示。
图2是对极化交叉通道的数据按列进行相关，可以看出相关性较高，相关系数都大于0.8。从图2中可以看出，场景中大部分像素的互易性都较好。但还是存在一些较强的非互易散射体。图4将互易散射体去掉后，从图中可以明显的看到一些孤立的非互易散射体的存在。结合图3和图4计算结果，感兴趣的人造目标的互易性均较好。人造目标相比自然目标较大的区别就在于其具有对称性，因此可以利用对称性分辨人造目标，
通过以上实验结果可以看出，本发明的方法可以通过多参数的的选择来实现高效的精度和优化的极化互易性验证方法。

Claims (1)

1.一种快速高效的极化互易性验证方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：根据全极化数据计算交叉通道的互相关系数ρ；
步骤2：判断ρ是否小于0.8，如果ρ＜0.8则极化目标不满足互易性，否则转至步骤3；
步骤3：对全极化数据进行Pauli分解，求得奇次散射分量α、偶次散射分量β、旋转π/4偶次散射分量γ、反对称分量δ；
步骤4：计算目标互易部分所占比例
步骤5：判断θrec是否大于π/4，如果θrec＞π/4，则极化目标不满足互易性，否则转至步骤6；
步骤6：判断θrec是否小于等于π/8，如果θrec≤π/8，则极化目标对称，输出结果，否则极化目标不对称，判断完成并停止。
CN201810198032.5A 2018-03-12 2018-03-12 一种快速高效的极化互易性验证方法 Pending CN108508416A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810198032.5A CN108508416A (zh) 2018-03-12 2018-03-12 一种快速高效的极化互易性验证方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810198032.5A CN108508416A (zh) 2018-03-12 2018-03-12 一种快速高效的极化互易性验证方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108508416A true CN108508416A (zh) 2018-09-07

Family

ID=63376411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810198032.5A Pending CN108508416A (zh) 2018-03-12 2018-03-12 一种快速高效的极化互易性验证方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108508416A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103593669A (zh) * 2013-11-22 2014-02-19 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种极化合成孔径雷达影像四分量分解的方法
CN104360347A (zh) * 2014-11-03 2015-02-18 北京农业信息技术研究中心 一种监测农作物收割进度的方法及装置
CN106646415A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 西安空间无线电技术研究所 一种极化散射计预处理方法
CN107144841A (zh) * 2017-05-08 2017-09-08 河南科技大学 一种基于最小剩余功率的极化sar图像目标分解方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103593669A (zh) * 2013-11-22 2014-02-19 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种极化合成孔径雷达影像四分量分解的方法
CN104360347A (zh) * 2014-11-03 2015-02-18 北京农业信息技术研究中心 一种监测农作物收割进度的方法及装置
CN106646415A (zh) * 2016-11-28 2017-05-10 西安空间无线电技术研究所 一种极化散射计预处理方法
CN107144841A (zh) * 2017-05-08 2017-09-08 河南科技大学 一种基于最小剩余功率的极化sar图像目标分解方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郝万兵等: "基于极化SAR图像的目标特性研究", 《科技创新与应用》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104698460A (zh) 一种双频共面合成孔径雷达海面风场反演方法
CN103064072B (zh) 雷达散射截面测量中的背景信号提取方法
CN103616685B (zh) 基于图像特征的isar图像几何定标方法
CN105301617A (zh) 一种卫星导航系统中的整周模糊度有效性检验方法
CN110412573A (zh) 极化sar图像分解方法及存储介质
CN104237861A (zh) 一种未知杂波背景下的cfar检测门限获取方法
CN106874642A (zh) 基于旋转均匀圆阵的近场源参数估计解模糊方法
CN104502900A (zh) 一种单频网雷达多目标跟踪方法
CN109298402A (zh) 基于通道融合的极化特征提取方法
CN106950551B (zh) 基于辐射稳定特性挖掘的sar辐射定标方法
CN104200458A (zh) 基于MeanShift的高分辨率遥感影像分割距离度量优化方法
CN107064893B (zh) 基于对数矩的广义帕累托分布参数估计方法
CN105117609A (zh) 一种基于推广型K-Means分类决策的动态称重的方法
CN108717177A (zh) 一种双站tdoa-aoa两步法无源定位方法
CN108508416A (zh) 一种快速高效的极化互易性验证方法
CN101609147B (zh) 一种基于时频域预滤波的中心频率估计方法
CN107144815B (zh) 一种基于一维测向的三维定位方法
CN104407336B (zh) 一种方位敏感的目标电磁回波模拟方法
CN109001672B (zh) 一种时差频差参数估计方法及装置
CN103940834A (zh) 采用合成孔径雷达技术测量土壤湿度的方法
CN102879770B (zh) 基于sal回波数据的目标振动检测方法
CN102495407B (zh) 一种极化合成孔径雷达图像相似度的表征方法
CN107121673A (zh) 基于全极化技术的背景杂波提取方法
CN104237864A (zh) 基于匹配模糊函数的距离扩展目标检测方法
He et al. Study on improving GPS measurement accuracy

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180907