基于點目標的機載SAR極化定標算法研究.pdf

1、隨著極化合成孔徑雷達（PolSAR）技術的發(fā)展，極化SAR數據被廣泛地應用于地物分類、土地利用、地表參數反演等方面，而極化定標技術是對極化SAR數據進行分析和應用的前提。由于受到雷達天線不同的極化通道之間不能完全隔離等因素的影響，導致測量的極化SAR數據包含有失真，不能準確地表征地物的后向散射特性。因此必須對SAR數據進行極化定標，精確校正不同極化通道之間的相對幅度和相位，以期準確地提取存在于不同極化組合的幅度和相位中的地物信息，凸顯極

2、化SAR系統(tǒng)的優(yōu)勢。
　　針對極化定標技術，國內外學者開展了大量的科學研究，其研究工作可分為以下三種類型：（1）基于點目標的極化定標算法；（2）基于面目標的定標算法；（3）基于點目標和面目標相混合的定標算法。本文主要針對基于點目標的極化定標算法開展相關研究，該類型定標方法的基本思路為：首先提取SAR圖像中散射矩陣已知的點目標；然后構建點目標的測量值及其理論值，兩者之間的矩陣方程，進而推算極化定標參數；最后將所求的定標參數應用到其他

3、未知區(qū)域，得到極化定標后的SAR數據?；诂F(xiàn)有極化定標算法的不足，本文提出了兩種基于點目標的極化定標算法，其主要的研究工作如下：
　?。?）介紹了極化 SAR的數據基礎，敘述了常用極化定標模型及典型極化定標算法，總結了影響極化定標精度的兩大因素：飛行平臺的不穩(wěn)定性及點目標的擺放偏差，其中飛行平臺不穩(wěn)定性包括6個姿態(tài)參數—俯仰角、橫滾角、偏航角、距離向偏移、方位向偏移、高程向偏移；點目標的擺放偏差主要是指點目標在垂直于雷達視線的平面

4、內繞雷達視線所產生的旋轉偏差。
　?。?）對現(xiàn)有的基于點目標的Whitt算法與基于點目標和面目標相混合的Ainsworth算法等典型極化定標算法進行了分析和研究，針對算法中的不足之處，如算法中所作出的假設條件，本文提出了一種無約束的基于點目標的極化定標算法。利用所提算法分別對模擬數據和2014年在海南南部地區(qū)獲取的機載SAR全極化 C波段數據進行極化定標實驗，驗證了算法的性能。與 Whitt算法、Ainsworth算法等典型算法相

5、比，該算法沒有作出地物散射互異性等假設條件，克服了算法中的不足。
　?。?）在對Whitt定標算法和Ainsworth定標算法研究的基礎上，鑒于典型極化定標算法的推導過程較為復雜等問題，本文提出了一種推導過程較為簡單的基于點目標的極化定標算法，以校正不同極化通道間在幅度和相位上的畸變。并分別通過實際的機載SAR全極化C波段數據和模擬數據對該方法的有效性進行了檢驗。同其他方法相比，該方法簡化了極化定標參數的求解步驟，使得求解過程簡單