一種極化散射計預處理方法與流程

2023-07-03 00:59:06

本發明屬於空間微波遙感技術領域，涉及一種極化散射計預處理方法。

背景技術：

目前為止，公開報導的極化散射計預處理方法較少，主要採用由接收的回波信號根據雷達方程推導得到極化相關後向散射係數。主要實現方法如下：

為獲得極化相關後向散射係數σHVVV，極化散射計信號處理器需對兩極化接收機接收的回波信號進行相關處理。對於σHVVV的測量，需發射V極化的信號，然後對同極化回波(QV)和H接收通道的交叉極化回波(QH)進行相關：

＝Xσhvvv+…+ (1)

其中X的表達式為：

式(1)中的「…」代表的是15項交叉項，若系統兩極化通道的隔離度高，則這些交叉項可忽略不計，若隔離度不高，則需要通過定標來去除其影響。在以下的推導中，認為兩接收通道之間的隔離度＞30dB，所有的交叉項和熱噪聲的相關項暫且忽略不計。

則σHVVV可通過下式得到：

式(2)中，Ktvv、Krvv、Krhh分別為V極化的發射鏈路幅度增益(包括相位信息)、V極化的接收鏈路幅度增益(包括相位信息)，H極化的接收鏈路幅度增益(包括相位信息)，λ為波長，r為目標至散射計的距離。

根據以上對σHVVV的分析，可知極化散射計需實時對兩通道的回波信號進行相關處理，然後通過式(3)進行計算得到σHVVV。此方法在實現過程中，需要精確已知發射和接收鏈路(包括天線、收發通道及處理系統)的幅度和相位信息，計算得到極化散射計X參數。此預處理方法引入的誤差項多，增加了極化散射計的預處理難度。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足之處，提供了一種極化散射計預處理方法，解決了極化散射計極化相關後向散射係數預處理需要精確已知收發系統幅度和相位信息，預處理誤差大的問題。

本發明的技術方案是：一種極化散射計預處理方法，步驟如下：

1)將散射計同極化通道接收的回波QV和交叉極化通道回波QH進行相關處理，得到極化相關係數ρHVVV；

其中上標*表示XX

2)利用同極化後向散射係數的求取方法，計算得到同極化後向散射係數σVV和交叉極化後向散射係數σHV；

3)將極化相關係數ρHVVV、同極化與交叉極化通道相位差，同極化後向散射係數σVV和交叉極化後向散射係數σHV，通過比率換算處理，得到極化相關後向散射係數其中為同極化與交叉極化接收鏈路的相位差，通過內定標數據獲取；進而完成了散射計從接收的回波數據到極化後向散射係數的預處理過程。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

(1)由於在處理的過程中，將兩接收鏈路的幅度信息抵消掉，因此不需要考慮兩接收鏈路的幅度不一致性，降低了預處理的難度；

(2)將極化相關後向散射係數的求取，轉化成為目前較成熟的散射計後向散射係數的求取，實現簡單；

(3)可隨意將接收回波分小塊處理，得到高解析度情況下的極化相關後向散射係數，適應高空間解析度測量需求。

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖。

具體實施方式

參見附圖1，極化散射計預處理方法分析如下：

(1)極化相關係數的求取

定義極化相關係數ρHVVV為：

(2)同極化和交叉極化後向散射係數的求取

同極化(VV極化)後向散射係數σVV可以表示為：

其中XVV為：

交叉極化(HV極化)後向散射係數σHV可以表示為：

其中XHV為：

其中Ktvv、Krvv、Krhh分別為V極化的發射鏈路幅度增益(包括相位信息)、V極化的接收鏈路幅度增益(包括相位信息)，H極化的接收鏈路幅度增益(包括相位信息)，λ為波長，r為目標至散射計的距離；

(3)極化相關後向散射係數的求取

應用式(3)～(8)可得：

定義為：

由式(2)可知，

將式(6)、(8)、(11)代入式(10)，可得：

上式中，和分別為同極化接收鏈路和交叉極化接收鏈路的相位，為同極化與交叉極化接收鏈路的相位差，通過內定標數據獲取。σVV和σHV分別為同極化和交叉極化後向散射係數，可按現有的散射計後向散射係數的計算方法求取即可。至此，完成了散射計從接收的回波數據到極化後向散射係數的預處理過程。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域專業技術人員的公知技術。