一种全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法
【专利摘要】本发明提供了一种全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法，该目标取向角补偿方法的核心思想是利用特征分解，把分布目标分解为三个单目标，然后对单目标进行去取向角。该目标取向角补偿方法特别适用于大取向角建筑物区域的取向角补偿，能够解决体散射过估计的问题，分解结果符合Huynen的取向角补偿理论。
【专利说明】一种全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及全极化合成孔径雷达的极化信息处理领域，特别涉及一种全极化合成 孔径雷达的目标取向角补偿方法。

【背景技术】
[0002] 极化合成孔径雷达（POLSAR)是一种先进的微波遥感系统，可以获得目标的完整 的电磁散射特征。近年来，极化SAR数据的处理得到了很大的关注，特别是随着一些星载全 极化合成孔径雷达的在轨运行，比如ALOS PALSAR、RADARSAT-2、TerraSAR-X等。极化SAR 数据的典型应用是目标识别、地物分类、地球物理参数的反演（例如：土壤湿度、表面粗糙 度、雪深度、树高）等。
[0003] 目标的取向角是绕雷达视线方向上旋转的角度，目标的回波数据受自身取向 角的影响。在基于模型的目标分解中，有一定取向角的二面角散射会被错误理解成体 散射。如果相同的散射体有随机的取向角，则会被理解成不同的散射机制，进而造成 错误的分类。所以，有必要对极化SAR数据进行取向角补偿，去掉取向角对数据的影 响。Huynen第一次提出了极化SAR数据去取向角的概念，并称之为" Desy ing "（参见 J. R. Huynenj ^Phenomenological theory of radar targets, 9Vh. D. dissertation, Univ. Technol.，Delft，The Netherlands，1970.) D An、Yamaguchi、Lee 等人先后提出了先进行取 向角补偿的模型分解和分类算法。
[0004] 目前，广泛使用的计算分布目标取向角的方法是Lee所提出的求解圆极化基下同 极化分量相位差的方法（参见 J. S. Lee，D. L Schuler，and T. L Ainsworth，E. Krogager，D. Kasilingam and W_M Boerner广On the estimation of radar polarization orientation shifts induced by terrain slopes，" IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 40,n o. 1，pp. 30-41，Jan. 2002.)，和Yamaguchi等人提出的使交叉极化功率最小的方法（参见 Y. Yamaguchij A. Sato, W. -M. Boernerj R. Sato, and H. Yamadaj ^Four-component scattering power decomposition with rotation of coherency matrix，"IEEE Trans. Geosci. Remote Sens.，vol. 49, no. 6, pp. 2251-2258, Jun. 2011.)，二者产生的结果类似。在求出 取向角之后，对相干T矩阵进行取向角的旋转，完成对取向角的补偿，补偿后的特征之一 是Re(T(2, 3)) =0。对一些具有一定取向角的建筑物，在模型分解时会出现体散射过估 计的问题，经过Lee/Yamaguchi的取向角补偿方法进行取向角补偿后，体散射过估计的问 题得到了一定程度的抑制；然而，在一些具有大取向角的建筑物区域内，利用该方法进行取 向角补偿后仍会造成严重的体散射过估计现象（参见S. W. Chen，M. Ohki，M. Shimada，and M.Sato, uDeorientation effect investigation for model-based decomposition over oriented built-up areas，" IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. , vol. 10, no. 2, pp. 273-277 ,Mar. 2013.) 〇


【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于，为解决现有的全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法在 大取向角建筑物区域内进行取向角补偿后，仍会造成严重的体散射过估计的问题，提出一 种全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明提出一种全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法。
[0007] 所述的目标取向角补偿方法包括：
[0008] 步骤1)读入全极化合成孔径雷达的极化数据，得到目标的相干T矩阵；
[0009] 步骤2)对目标的相干T矩阵进行特征分解，得到三个单目标Ul，u2, U3，所述目标的 相干T矩阵表示为：

【权利要求】
1. 一种全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法，其特征在于，所述的目标取向角 补偿方法包括： 步骤1)读入全极化合成孔径雷达的极化数据，得到目标的相干T矩阵； 步骤2)对目标的相干T矩阵进行特征分解，得到三个单目标U1,u2,U3，所述目标的相干T矩阵表示为：
兵T，A1,Λ2,A3刀二TT守世俚，upU2,U3为三个特征矢量，分别表示分解得到的三个 单目标； 步骤3)求取每个单目标4的取向角Θi:
步骤4)对每个特征矢量所代表的单目标进行取向角补偿，获得取向角补偿后的特征 矢量：
步骤5)将步骤4)中取向角补偿后的三个单目标进行相加，得到取向角补偿后目标的 相干T矩阵： uDe-〇riented=
2. 根据权利要求1所述的全极化合成孔径雷达的目标取向角补偿方法，其特征在于， 所述的特征矢量u,_表示为：
【文档编号】G01S13/90GK104459656SQ201410850814
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】朱飞亚, 张云华, 李 东 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心