星载合成孔径雷达的通道误差估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及卫星遥感成像技术领域，特别涉及一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法及装置。方法包括：分别获取多个定标器在星载合成孔径雷达的全极化通道下的测量矩阵以及每一个定标器的特征矩阵；基于二倍角公式、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值；基于法拉第旋转角的估计值，确定通道误差的初始估计值；基于法拉第旋转角的估计值、通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值。本方案考虑了系统热噪声以及定标器误差，可以提高通道误差的目标估计值的精度。计值的精度。计值的精度。

【技术实现步骤摘要】
星载合成孔径雷达的通道误差估计方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及卫星遥感成像
，特别涉及一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法及装置。

技术介绍

[0002]星载合成孔径雷达(SAR)是一种主动式微波成像雷达，其以脉冲形式发射线性调频信号，并接收地面目标的散射回波信号，通过成像处理获取所需分辨率和幅宽的雷达图像。由于其全天时、全天候、高分辨的特点，且具有一定的穿透能力，因而被广泛的应用于军事侦察、地形测绘、海洋观测、生态监测、自然灾害监测等领域。
[0003]在利用星载合成孔径雷达对目标进行探测时，通道误差、系统热噪声、法拉第旋转角会共同影响目标后向散射系数的测量精度，因而，需要对星载合成孔径雷达的通道误差进行准确估计。然而，现有的星载合成孔径雷达的通道误差估计方法是不考虑雷达的系统热噪声和定标器误差的，这势必会影响星载合成孔径雷达的通道误差的估计精度。
[0004]因此，亟需一种新的星载合成孔径雷达的通道误差估计方法。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的星载合成孔径雷达的通道误差估计方法难以保证估计精度的问题，本专利技术实施例提供了一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法及装置。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法，包括：
[0007]分别获取多个定标器在星载合成孔径雷达的全极化通道下的测量矩阵以及每一个定标器的特征矩阵；
[0008]基于二倍角公式、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值；
[0009]基于所述法拉第旋转角的估计值，确定通道误差的初始估计值；
[0010]基于所述法拉第旋转角的估计值、所述通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值。
[0011]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种星载合成孔径雷达的通道误差估计装置，包括：
[0012]获取单元，用于分别获取多个定标器在星载合成孔径雷达的全极化通道下的测量矩阵以及每一个定标器的特征矩阵；
[0013]第一估计单元，用于基于二倍角公式、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值；
[0014]第二估计单元，用于基于所述法拉第旋转角的估计值，确定通道误差的初始估计值；
[0015]迭代单元，用于基于所述法拉第旋转角的估计值、所述通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值。
[0016]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
[0017]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
[0018]本专利技术实施例提供了一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法、装置、计算设备及存储介质，首先分别获取多个定标器在星载合成孔径雷达的全极化通道下的测量矩阵以及每一个定标器的特征矩阵；然后基于二倍角公式、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值；接着基于法拉第旋转角的估计值，可以确定通道误差的初始估计值；最后，基于法拉第旋转角的估计值、通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值。本方案中，由于测量矩阵是星载合成孔径雷达对定标器进行实际测量而得到的，测量矩阵本身就是在定标器误差以及系统热噪声同时存在的情况下测得的，因此基于法拉第旋转角的估计值、通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，可以得到在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值，以此来提高通道误差的目标估计值的精度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术一实施例提供的一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法的流程图；
[0021]图2是本专利技术一实施例提供的一种计算设备的硬件架构图；
[0022]图3是本专利技术一实施例提供的一种星载合成孔径雷达的通道误差估计装置结构图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]如前所述，现有的星载合成孔径雷达的通道误差估计方法是不考虑雷达的系统热噪声和定标器误差的，这势必会影响星载合成孔径雷达的通道误差的估计精度。
[0025]为了解决上述技术问题，专利技术人可以考虑通过星载合成孔径雷达在全极化通道下对每一个定标器来实际测量，可以得到在定标器误差和系统热噪声同时存在时的测量矩阵；然后，基于每一个定标器对应的测量矩阵，确定法拉第旋转角的估计值，以进一步确定通道误差的初始估计值；最后，基于法拉第旋转角的估计值、通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，可以得到在考虑定标器误差以及系统热噪声下的更高精度的通道误差的目标估计值。
[0026]下面描述以上构思的具体实现方式。
[0027]请参考图1，本专利技术实施例提供了一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法，该方法包括：
[0028]步骤100，分别获取多个定标器在星载合成孔径雷达的全极化通道下的测量矩阵以及每一个定标器的特征矩阵；
[0029]步骤102，基于二倍角公式、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值；
[0030]步骤104，基于法拉第旋转角的估计值，确定通道误差的初始估计值；
[0031]步骤106，基于法拉第旋转角的估计值、通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值。
[0032]本专利技术实施例中，由于测量矩阵是星载合成孔径雷达对定标器进行实际测量而得到的，测量矩阵本身就是在定标器误差以及系统热噪声同时存在的情况下测得的，因此基于法拉第旋转角的估计值、通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的测量矩阵和特征矩阵，可以得到在考虑定标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载合成孔径雷达的通道误差估计方法，其特征在于，包括：分别获取多个定标器在星载合成孔径雷达的全极化通道下的测量矩阵以及每一个定标器的特征矩阵；基于二倍角公式、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值；基于所述法拉第旋转角的估计值，确定通道误差的初始估计值；基于所述法拉第旋转角的估计值、所述通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下的通道误差的目标估计值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定标器包括两个主动定标器和两个被动定标器；其中，每一个所述定标器的特征矩阵均不相同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于二倍角公式、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定法拉第旋转角的估计值，包括：分别将每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵代入目标关系式中，以通过联立确定第一公式；其中，所述目标关系式为星载合成孔径雷达在全极化通道下测量矩阵与特征矩阵的关系表达式；基于二倍角公式和所述第一公式，确定第二公式；基于所述第二公式，确定法拉第旋转角的估计值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于二倍角公式和所述第一公式，确定第二公式，包括：对所述第一公式的等号两边取平方；基于二倍角公式，对取平方后的第一公式进行化解，以确定第二公式。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二公式，确定法拉第旋转角的估计值，包括：基于所述第二公式，确定法拉第旋转角的初始值；其中，所述法拉第旋转角的初始值在目标区间；基于所述法拉第旋转角的初始值，确定法拉第旋转角的估计值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量矩阵包括定标器分别在HH极化、VH极化、HV极化和VV极化下的测量值；所述基于所述法拉第旋转角的估计值、所述通道误差的初始估计值、最小二乘法、每一个定标器对应的所述测量矩阵和所述特征矩阵，确定在考虑定标器误差以及系统热噪声下...

【专利技术属性】
技术研发人员：门志荣，陈杰，曲研畅，杨威，王辉，郑世超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：