=表示由步驟四計(jì)算所得圖像中第（i，j)個(gè)像素的重構(gòu)協(xié)方差矩陣 的（1，3)項(xiàng)。
[0088] 步驟六：解方程獲取各極化通道信號的相位值。
[0089] 具體為：根據(jù)式⑶對圖像中256X256各像素點(diǎn)分別建立四元一次方程組，根據(jù) 式（9)解得各極化通道信號的相位值Φ ΗΗ、ΦΗν、ΦνΗ、Φνν，每個(gè)極化通道信號的相位值均是 大小為256X256的實(shí)數(shù)矩陣。
[0090] 經(jīng)過以上步驟的重構(gòu)處理，得到了四個(gè)極化通道信號的相位值ΦΗΗ、ΦΗν、ΦνΗ、 φνν。為了衡量相位重構(gòu)結(jié)果的精度，利用散點(diǎn)圖進(jìn)行評估，即將原始全極化通道信號的相 位值和重構(gòu)所得通道信號的相位值分別作為橫縱坐標(biāo)軸的坐標(biāo)放入坐標(biāo)平面內(nèi)。若原始相 位值與重構(gòu)相位值完全一致或接近一致，則對應(yīng)的點(diǎn)會出現(xiàn)在45°對角線上。
[0091] 圖6所示為發(fā)射水平極化接收水平極化通道信號的相位值散點(diǎn)圖，圖7所示為發(fā) 射垂直極化接收水平極化通道信號的相位值散點(diǎn)圖，圖8所示為發(fā)射水平極化接收垂直極 化通道信號的相位值散點(diǎn)圖，圖9所示為發(fā)射垂直極化接收垂直極化通道信號的相位值散 點(diǎn)圖?？梢姡貥?gòu)所得的四個(gè)極化通道相位值分別與原始四個(gè)極化通道的相位值在散點(diǎn)圖 上基本集中分布在45°對角線周圍，說明重構(gòu)結(jié)果較為準(zhǔn)確。
[0092] 上述實(shí)施例說明本發(fā)明提出的方法是一種處理流程簡單、精度高的星載π/4模 式簡縮極化SAR相位重構(gòu)方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種星載/4模式簡縮極化SAR相位重構(gòu)方法，基于星載JT /4模式簡縮極化SAR 后向散射矩陣投影矢量模型，如式（1)所示：式中，Shh表示散射矩陣中發(fā)射水平極化接收水平極化分量，S HV表示散射矩陣中發(fā)射垂 直極化接收水平極化分量，Svh表示散射矩陣中發(fā)射水平極化接收垂直極化分量，S vv表示散 射矩陣中發(fā)射垂直極化接收垂直極化分量；SHH，SHV，S VH，Svv即為四個(gè)極化通道的復(fù)數(shù)圖像； [x]T表示對矩陣[x]做轉(zhuǎn)置運(yùn)算； 具體的方法包括以下幾個(gè)步驟： 步驟一：獲取簡縮極化協(xié)方差矩陣； 設(shè)SHH，SHV，SVH，Svv四個(gè)極化通道的圖像大小均為N a行K列，由式⑴所示的3I/4模式簡 縮極化SAR后向散射矩陣投影矢量，對圖像中第（i，j)個(gè)像素，其中I < i < Na，I < j <隊(duì)， 根據(jù)式（2)計(jì)算簡縮極化協(xié)方差矩陣C?P為：式中，A'表示圖像復(fù)數(shù)據(jù)中第（i，j)個(gè)像素的后向散射矩陣投影矢量，f表示對n/4 模式簡縮極化SAR后向散射矩陣投影矢量t取共輒轉(zhuǎn)置計(jì)算所得矢量，frf表示圖像復(fù)數(shù) 據(jù)中第（i，j)個(gè)像素的后向散射矩陣投影矢量的共輒轉(zhuǎn)置，<x>表示對X采用窗口大小為 (2M+1)行（2N+1)列的窗函數(shù)進(jìn)行空域均值處理，即以X所在坐標(biāo)（i，j)為中心，求周圍第 i-M行到i+M行，第j-N列到j(luò)+N列內(nèi)的所有分量均值作為X值，Cfwi表示圖像復(fù)數(shù)據(jù)中第 (i，j)個(gè)像素的簡縮極化協(xié)方差矩陣中（1，1)項(xiàng)，表示圖像復(fù)數(shù)據(jù)中第（i，j)個(gè)像素 的簡縮極化協(xié)方差矩陣中（1，2)項(xiàng)，表示圖像復(fù)數(shù)據(jù)中第（i，j)個(gè)像素的簡縮極化協(xié) 方差矩陣中（2, 1)項(xiàng)，C^2:表示圖像復(fù)數(shù)據(jù)中第（i，j)個(gè)像素的簡縮極化協(xié)方差矩陣中 (2, 2)項(xiàng)； 步驟二：設(shè)定交叉極化項(xiàng)初值及相關(guān)系數(shù)初值； 對圖像中第（i，j)個(gè)像素，根據(jù)式（3)計(jì)算交叉極化項(xiàng)初值Xf與相關(guān)系數(shù)初值r/為：步驟三：迭代計(jì)算交叉極化項(xiàng)及相關(guān)系數(shù)； 設(shè)定迭代計(jì)算次數(shù)T，對圖像中第（i，j)個(gè)像素，根據(jù)式（4)迭代計(jì)算得到交叉極化項(xiàng) Xu及相關(guān)系數(shù)r 1]如式⑷所示：式中，X1]表示圖像中第（i，j)個(gè)像素經(jīng)過T次迭代運(yùn)算所得的交叉極化項(xiàng)，表示 圖像中第（i，j)個(gè)像素迭代計(jì)算第T-I次后所得交叉極化項(xiàng)，表示圖像中第（i，j)個(gè)像 素經(jīng)過T次迭代運(yùn)算所得的相關(guān)系數(shù)，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素迭代計(jì)算第T-I次后 所得相關(guān)系數(shù)； 對圖像中第（i，j)個(gè)像素，在迭代計(jì)算第P步時(shí)，根據(jù)式（5)迭代計(jì)算得到交叉極化項(xiàng) ^^及相關(guān)系數(shù)7I :式中，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素在第P-I步迭代運(yùn)算所得的交叉極化項(xiàng)，其中 1彡P(guān)彡T，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素在第p步迭代運(yùn)算所得的交叉極化項(xiàng)，表示 圖像中第（i，j)個(gè)像素在第P-I步迭代運(yùn)算所得的相關(guān)系數(shù)，f表示圖像中第（i，j)個(gè)像 素在第P步迭代運(yùn)算所得的相關(guān)系數(shù)，I X I為取復(fù)數(shù)X的模運(yùn)算； 步驟四：獲取重構(gòu)協(xié)方差矩陣； 由步驟三所得交叉極化項(xiàng)，對圖像中第（i，j)個(gè)像素，根據(jù)式（6)計(jì)算得到重構(gòu)協(xié)方差 矩陣r 為：步驟五：獲取發(fā)射水平極化接收水平極化通道與發(fā)射垂直極化接收垂直極化通道信號 的相位差； 對圖像中第（i，j)個(gè)像素，根據(jù)式（7)計(jì)算，得到發(fā)射水平極化接收水平極化通道與發(fā) 射垂直極化接收垂直極化通道信號的相位差為：式中，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素計(jì)算得到的重構(gòu)協(xié)方差矩陣中（1，3)項(xiàng)， angle (x)為取復(fù)數(shù)x的幅角運(yùn)算； 步驟六：解方程獲取各極化通道信號的相位值； 對圖像中第（i，j)個(gè)像素，根據(jù)步驟一到步驟五，得到如式⑶所示四元一次方程組， 其中未知量為四個(gè)極化通道信號的相位值參t、、以式中，^表示圖像中第（i，j)個(gè)像素/4模式簡縮極化SAR后向散射矩陣投影矢量 I的（1，1)項(xiàng)，g表示圖像中第（i，j)個(gè)像素/4模式簡縮極化SAR后向散射矩陣投影 矢量S的（1，2)項(xiàng)，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素發(fā)射水平極化接收水平極化通道信號 的相位值，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素發(fā)射垂直極化接收水平極化通道信號的相位值， 表示圖像中第（i，j)個(gè)像素發(fā)射水平極化接收垂直極化通道信號的相位值，表示圖 像中第（i，j)個(gè)像素發(fā)射垂直極化接收垂直極化通道信號的相位值，表示圖像中第（i， j)個(gè)像素散射矩陣中發(fā)射水平極化接收水平極化分量，表示圖像中第（i，j)個(gè)像素散 射矩陣中發(fā)射垂直極化接收水平極化分量，卷表示圖像中第（i，j)個(gè)像素散射矩陣中發(fā) 射水平極化接收垂直極化分量，恭:表示圖像中第（i，j)個(gè)像素散射矩陣中發(fā)射垂直極化 接收垂直極化分量； 根據(jù)式⑶所示四元一次方程組，求解得各極化通道信號的相位值 、€.、、<如式（9)所示為：式中，C^11表示圖像中第（i，j)個(gè)像素計(jì)算得到的重構(gòu)協(xié)方差矩陣中（1，1)項(xiàng)，C^2 表示圖像中第（i，j)個(gè)像素計(jì)算得到的重構(gòu)協(xié)方差矩陣中（2, 2)項(xiàng)，表示圖像中第 (i，j)個(gè)像素計(jì)算得到的重構(gòu)協(xié)方差矩陣中（3, 3)項(xiàng)； 經(jīng)過以上六個(gè)步驟，完成了對/4模式簡縮極化SAR四個(gè)極化通道的相位重構(gòu)，得到 各極化通道的相位信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載/4模式簡縮極化SAR相位重構(gòu)方法，步驟一的空 域均值處理中，對于靠近圖像邊緣的像素點(diǎn)，會存在均值處理窗口超出圖像邊界的情況，即 i-M彡0, j-N彡0, i+M彡Na，j+N彡隊(duì)，則該像素點(diǎn)不做空域均值處理直接以計(jì)算出X值作 為該像素點(diǎn)值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種星載π/4模式簡縮極化SAR相位重構(gòu)方法，包括步驟一：獲取簡縮極化協(xié)方差矩陣；步驟二：設(shè)定交叉極化項(xiàng)初值及相關(guān)系數(shù)初值；步驟三：迭代計(jì)算交叉極化項(xiàng)及相關(guān)系數(shù)；步驟四：獲取重構(gòu)協(xié)方差矩陣；步驟五：獲取發(fā)射水平極化接收水平極化通道與發(fā)射垂直極化接收垂直極化通道信號的相位差；步驟六：解方程獲取各極化通道信號的相位值；本發(fā)明直接采用簡縮極化SAR回波各極化通道數(shù)據(jù)重構(gòu)得到相應(yīng)相位信息，基于雷達(dá)數(shù)據(jù)本身完成重構(gòu)，無需借助地物目標(biāo)散射特性等先驗(yàn)信息，故不受探測目標(biāo)所處環(huán)境或其他條件影響。
【IPC分類】G01S13/90, G01S7/41
【公開號】CN105137433
【申請?zhí)枴緾N201510535735
【發(fā)明人】陳杰, 郭威, 李卓
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月27日