一种基于简缩极化SAR的月表介电常数反演方法

技术特征：
1.一种基于简缩极化sar的月表介电常数反演方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、根据月球轨道sar回波数据计算stokes参数s1、s2、s3、s4和简缩极化相似性参数hpss；步骤2、将雷达入射角和简缩极化相似性参数hpss带入简缩极化架构下的x-bragg模型中，得到极化散射角参数与介电常数的理论模型映射关系，从而得到理论的极化散射角参数α
model
；步骤3、对stokes参数s1、s2、s3、s4进行均值滤波，然后计算得到实际的极化散射角参数α
data
；步骤4、通过最小化理论和观测到的极化散射角差值确定极化sar数据对应的介电常数值。2.根据权利要求1所述的一种基于简缩极化sar的月表介电常数反演方法，其特征在于，所述步骤1包括：采用极化相干矩阵t描述目标的极化散射特性，假设满足反射对称性准则，则有：（1）其中，上标*表示复共轭； t
11
，t
12
，t
22
，t
33
为极化相干矩阵元素；stokes参数s1、s2、s3、s4和极化相干矩阵t的元素之间具有如下映射关系：（2）其中e
rh
表示右旋圆极化发射水平极化接收电磁波，e
rv
表示右旋圆极化发射垂直极化接收电磁波；所述简缩极化相似性参数hpss通过下式计算得到：（7）其中，tr(
·
)表示矩阵的迹，上标h表示共轭转置，2
×
2平均波相干矩阵j被定义为：（8）其中，j为虚数单位，单次散射体j
s
、二次散射体j
d
、水平偶极子j
h
和垂直偶极子j
v
，分别
为：（9）。3.根据权利要求2所述的一种基于简缩极化sar的月表介电常数反演方法，其特征在于，所述步骤2中，得到极化散射角参数与介电常数的理论模型映射关系包括：根据式（2），x-bragg模型中的极化相干矩阵对应的stokes参数s1、s2、s3、s4表示为：s1=0.5(c1 2c3), s2=c2sinc(2β1)s3=0, s4=0.5(c1－2c3)
ꢀꢀꢀꢀ
（3）其中， sinc(
·
)=sin(
·
)/
·
，β1为与表面粗糙度有关的参数；其中，系数c1，c2和c3描述表面的bragg散射分量，具有如下形式：（4）其中，r
s
和r
p
分别为垂直和水平的bragg散射系数，均为表面介电常数ε和雷达入射角θ的函数，由下式给出：（5）极化散射角参数根据stokes参数s2、s3、s4计算得到：（6）从而通过公式（6）获得实际的极化散射角参数α
data
；将公式（3）代入上式得到简缩极化架构下的x-bragg模型的介电常数反演公式：（7）从而得到理论的极化散射角参数α
model 。4.根据权利要求3所述的一种基于简缩极化sar的月表介电常数反演方法，其特征在于，与表面粗糙度有关的参数β1通过下式计算得到：
ꢀꢀꢀꢀꢀ
（11）。5.根据权利要求4所述的一种基于简缩极化sar的月表介电常数反演方法，其特征在于，所述步骤4中，通过下式确定极化sar数据对应的介电常数：ε=min{α
data
－α
model
(ε,θ,hpss)}（12）。

技术总结
本发明提出一种基于简缩极化SAR的月表介电常数反演方法，首先根据月球轨道SAR回波数据计算Stokes参数和简缩极化相似性参数，将雷达入射角和简缩极化相似性参数带入改进的X-Bragg模型中，得到极化散射角参数与介电常数的理论模型映射关系，也即得到理论的极化散射角参数。同时，对Stokes参数进行均值滤波，然后计算得到实际的极化散射角参数。最后，通过最小化理论和观测到的极化散射角差值确定极化SAR数据对应的介电常数值。本发明提出了简缩极化相似性参数，将适用于四极化SAR数据下的X-Bragg模型扩展到简缩极化SAR数据处理中，提高了月表介电常数反演的准确性以及模型的适用范围。用范围。用范围。


技术研发人员：高瑶 赵飞 韩永晖 陆萍萍 党亚南 王宇
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2022/12/30