专利名称：一种长波长星载ctlr模式简缩极化sar的定标方法
技术领域：
本发明涉及一种长波长星载圆极化发射、线极化接收(CTLR)简缩极化模式合成孔径雷达(SAR)的定标方法，属于信号处理技术领域。
背景技术：
森林生物量是反演全球碳循环模型的关键环节之一，对研究全球碳循环与气候变化的相互作用等重大基础性科学问题具有重要意义。长波长星载SAR图像在反演陆地表面生物量(Biomass)方面具有巨大潜力，近年来引起了世界上各主要科技大国的高度重视。 森林生物量观测SAR成为当前国际研究前沿热点课题之一。欧洲空间局(ESA)选定了以 BIOMASS计划为代表的六项新的地球探测器任务。BIOMASS计划将研制并发射一颗星载P 波段SAR卫星来完成全球森林生物量的测量，实现对全球陆地碳循环变化的监测，具有极为重要科学意义和应用价值。目标的极化散射信息是森林生物量反演的重要信息量，全极化SAR相比于普通单极化SAR，能够获得蕴含在不同极化通道之间的更丰富的目标信息，具有显著的优势，但全极化SAR难以实现单极化SAR的宽测绘带宽。因此，在星载SAR系统设计中，存在测绘带宽提高和全极化信息获取的矛盾。为了解决此问题，近年来国外学者提出了简缩极化SAR工作模式，这种工作模式可以达到常规单极化模式的观测带宽，并且能够通过对两组不同接收极化数据的处理，反演出全极化模式获取四组极化信息。由于长波长星载SAR性能会受到电离层的严重影响，特别是L波段和P波段SAR 会受到法拉第旋转效应的影响。法拉第旋转效应导致SAR信号的极化平面发生旋转，造成 SAR图像不能正确反映地面目标的极化散射特性。最早被提出来的简缩极化SAR工作模式是η/4模式，是指发射一种H(水平)+V(垂直)的线性混合极化信号(即45°线极化信号)，并且同时接收水平和垂直的线性极化信号。η /4模式的星载简缩极化SAR会受到法拉第旋转效应的严重影响，因此2007年Raney等提出了一种CTLR模式，是指发射圆极化信号，同时接收水平和垂直的线性极化信号。由于法拉第旋转效应不影响圆极化，对这种模式可以减弱法拉第旋转效应的影响，是一种很有发展潜力的工作模式。因为它发射的圆极化信号的极化平面不会由于法拉第旋转效应产生扭曲，所以只需校正反射信号的法拉第效应。2008年Freeman提出了考虑法拉第旋转效应的CTLR简缩极化模式的系统模型。

发明内容
本发明提出了一种长波长星载CTLR简缩极化模式SAR的定标方法，该方法基于两个栅格三面角定标器和两个极化主动定标器以及全球导航卫星系统(GNSS)提供的高精度实时电离层总电子量(TEC)监测数据和第10代国际参考地磁场模型(IGRFlO)地磁计算模型，是一种适用于长波长星载CTLR简缩极化模式SAR定标的新方法。一种长波长星载CTLR简缩极化模式SAR的定标方法，包括以下几个步骤步骤一获取接收通道不平衡误差的估计值；
步骤二 获取圆极化发射通道串扰系数的估计值；步骤三获取线极化接收通道串扰系数的估计值；步骤四获取法拉第旋转角的估计值；步骤五利用全球导航卫星系统TEC数据获取无模糊的法拉第旋转角估计值，完成SAR定标。本发明的优点在于(1)本发明提出的方法处理流程简单、精度高；(2)本发明提出的方法对以P波段为代表的长波长星载CTLR简缩极化SAR数据处理具有十分重要的应用价值。


图1是本发明的栅格三面角定标器；图2是本发明的方法流程图；图3是本发明的接收通道不平衡误差的幅度估计结果曲线；图4是本发明的接收通道不平衡误差的相位估计结果曲线；图5是本发明的圆极化发射通道串扰系数的幅度估计结果曲线；图6是本发明的圆极化发射通道串扰系数的相位估计结果曲线；图7是本发明的线极化接收通道串扰系数δ工的幅度估计结果曲线；图8是本发明的线极化接收通道串扰系数δ工的相位估计结果曲线；图9是本发明的线极化接收通道串扰系数δ 2的幅度估计结果曲线；图10是本发明的线极化接收通道串扰系数δ 2的相位估计结果曲线；图11是本发明的法拉第旋转角估计误差结果曲线；
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。栅格三面角定标器如图1所示，图中xyz为直角坐标系，定标器的三个面分别位于 xy面、xz面和yz面，其中底面(位于xy面)为栅格面。本发明的方法基于Freeman提出的CTLR简缩极化模式的误差模型，如式(1)所示
权利要求
1. 一种长波长星载CTLR模式简缩极化SAR的定标方法，其特征在于，包括以下几个步骤步骤一获取接收通道不平衡误差的估计值/ ； 根据式(2) (4)计算接收通道不平衡误差的估计值
全文摘要
本发明公开了一种长波长星载CTLR模式简缩极化SAR的定标方法，包括以下几个方法，步骤一获取接收通道不平衡误差的估计值；步骤二获取圆极化发射通道串扰系数的估计值；步骤三获取线极化接收通道串扰系数的估计值；步骤四获取法拉第旋转角的估计值；步骤五利用全球导航卫星系统TEC数据获取无模糊的法拉第旋转角估计值，完成SAR定标。本发明提出的方法处理流程简单、精度高；本发明提出的方法对以P波段为代表的长波长星载CTLR简缩极化SAR数据处理具有十分重要的应用价值。
文档编号G01S7/40GK102183743SQ20111005159
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者尹巽军, 李卓, 李春升, 陈杰 申请人:北京航空航天大学