【技术实现步骤摘要】
本申请涉及全极化雷达，尤其涉及一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法、设备及介质。
技术介绍
1、大量研究表明，极化信息在雷达的检测、跟踪和参数反演等领域具有重要的应用价值。因此，许多雷达系统已引入全极化测量体制，例如极化合成孔径雷达、全极化探地雷达和昆虫雷达等。然而，在实际应用中，全极化昆虫雷达常面临极化误差，这些误差主要来源于极化通道的幅相不平衡和天线串扰，极化误差会显著影响测量结果的准确性。因此，进行有效的极化校准是极化信息应用中不可或缺的一环。
2、传统的主流无源极化校准方法通常考虑窄带雷达系统，而宽带全极化雷达系统会引入额外的乘性误差，传统的主流极化校准方法失效。现有的针对宽带雷达系统的极化校准方法主要有两种方式：一种是采用多种定标体实现极化误差求解，其对定标体的姿态要求较为严格，只有在定标体严格满足特定姿态时，才能完成有效的极化校准。然而，在野外环境中，保持定标体精确姿态并使其准确对准雷达波束中心常常面临较大挑战。为克服姿态控制，例如公开的：一种基于金属球和金属丝的全极化雷达逐步极化校准方法（cn202211393037.6），该极化校准方法利用金属球与金属丝逐步对系统误差进行校准，并利用金属球校准后的结果确定金属丝姿态，但该方法忽略了系统误差模型中的天线交叉串扰，只针对高隔离度雷达系统有效，对于系统隔离一般的雷达系统而言，该极化校准方法误差较大。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了基于角度松约束的乘性误差极化校准方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：
2、本申请实施例采用下述技术方案：
3、一方面，本申请实施例提供了一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，包括：通过宽带全极化雷达系统，分别对金属丝以及金属球进行雷达测量处理；根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果；根据所述一致性结果，计算所述45°金属丝的金属回波，得到45°金属丝回波数据；基于所述45°金属丝回波，确定出0°金属丝回波数据；通过与所述45°金属丝回波数据对应的部分系统误差参数以及与所述0°金属丝回波数据对应的系统残余误差参数，对雷达系统极化误差矩阵进行重构处理，得到重构系统误差参数矩阵；通过所述重构系统误差参数矩阵以及真实散射矩阵，对所述宽带全极化雷达系统中的其他目标进行补偿处理，并获取优化后的极化信息。
4、本申请实施例通过对宽带全极化雷达系统进行极化校准。利用多角度金属丝和金属球可以实现宽带全极化雷达系统全部极化误差求解。相较于现有技术，本申请考虑了完整的系统误差模型，适用于不同隔离度的宽带全极化雷达系统。且本申请利用金属球与特定角度金属丝散射矩阵主通道比值一致性确定金属丝姿态，极大程度上减小了对定标体姿态的约束，便于工程实现。
5、在一种可行的实施方式中，在根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果之前，所述方法还包括：根据，得到所述测量目标极化散射矩阵m；其中，、、、、、、以及中的下标h和v分别表示水平极化和垂直极化；表示所述测量目标极化散射矩阵的四通道元素，表示波数，表示雷达与目标间距离，为通道增益矩阵的四通道元素，表示哈达玛积，、、和表示接收通道和发射通道中的幅相不平衡因子，和分别表示天线h通道和v通道的幅相不平衡，和均表示天线不同通道间的交叉极化电平，表示目标真实极化散射矩阵四通道元素，表示噪声与杂波产生的加性误差；对所述测量目标极化散射矩阵进行有关单个误差项的优化处理；根据，得到优化后的测量目标极化散射矩阵；其中，为系统误差矩阵，所包含的、、、、和分别代表六种误差参数，且，，；为真实极化散射矩阵。
6、在一种可行的实施方式中，根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果，具体包括：根据，得到所述金属球的理论相对极化散射矩阵；根据，得到所述45°金属丝的第一理论相对极化散射矩阵；将所述金属球的理论相对极化散射矩阵以及所述45°金属丝的第一理论相对极化散射矩阵均与所述测量目标极化散射矩阵进行结合计算，得到所述金属球与所述45°金属丝的主通道比值；其中，根据，得到一致性结果；其中，、、以及；为所述测量目标极化散射矩阵的一种误差参数，为基于所述测量目标极化散射矩阵中有关误差参数的中间量；所述一致性结果代表所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素之间的比值相同。
7、在一种可行的实施方式中，根据所述一致性结果，计算所述45°金属丝的金属回波，得到45°金属丝回波数据，具体包括：通过宽带全极化雷达系统，对不同角度下的金属丝回波进行计算处理，并生成不同角度金属丝回波数据集；基于所述一致性结果，对所述不同角度金属丝回波数据集进行数据查询处理，得到所述45°金属丝回波数据。
8、在一种可行的实施方式中，基于所述45°金属丝回波，确定出0°金属丝回波数据，具体包括：基于所述宽带全极化雷达系统中雷达天线的匀速旋转，将所述45°金属丝进行角度前推处理，得到0°金属丝；基于所述一致性结果，对不同角度金属丝回波数据集进行数据查询处理，得到所述0°金属丝回波数据。
9、在一种可行的实施方式中，在通过与所述45°金属丝回波数据对应的部分系统误差参数以及与所述0°金属丝回波数据对应的系统残余误差参数，对雷达系统极化误差矩阵进行重构处理，得到重构系统误差参数矩阵之前，所述方法还包括：将所述45°金属丝回波数据以及所述0°金属丝回波数据与所述测量目标极化散射矩阵进行结合计算处理；根据，得到所述部分系统误差参数中的第一部分系统误差参数；其中，为所述测量目标极化散射矩阵中有关所述45°金属丝的第二中间量，且；为所述测量目标极化散射矩阵阵中有关所述45°金属丝的第一中间量，且；为所述测量目标极化散射矩阵的一种误差参数，为基于所述测量目标极化散射矩阵中有关误差参数的中间量；根据，得到所述部分系统误差参数中的第二部分系统误差参数；其中，为所述测量目标极化散射矩阵中有关所述45°金属丝的第三中间量，且；为基于所述测量目标极化散射矩阵中有关误差参数的中间量；根据，得到所述部分系统误差参数中的第三部分系统误差参数；其中，为所述测量目标极化散射矩阵中有关所述45°金属丝的第四中间量，且；为基于所述测量目标极化散射矩阵中有关误差参数的中间量；其中，部分系统误差参数包括：所述第一部分系统误差参数、所述第二部分系统误差参数以及所述第三部分系统误差参数；根据，得到所述系统残余误差参数；其中，为所述测量目标极化散射矩阵中有关0°金属丝的第二中间量，且；为所述测量目标极化散射矩阵中有关所述0°金属丝的第三中间量，且。
10、在一种可行的实施方式中，通过与所述4本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，在根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，根据所述一致性结果，计算所述45°金属丝的金属回波，得到45°金属丝回波数据，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，基于所述45°金属丝回波，确定出0°金属丝回波数据，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，在通过与所述
7.根据权利要求6所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，通过与所述45°金属丝回波数据对应的部分系统误差参数以及与所述0°金属丝回波数据对应的系统残余误差参数，对雷达系统极化误差矩阵进行重构处理，得到重构系统误差参数矩阵，具体包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，通过所述重构系统误差参数矩阵以及真实散射矩阵，对所述宽带全极化雷达系统中的其他目标进行补偿处理，并获取优化后的极化信息，具体包括：
9.一种基于角度松约束的乘性误差极化校准设备，其特征在于，所述设备包括：
10.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质为非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有至少一个程序，每个所述程序包括指令，所述指令当被终端执行时，使所述终端执行根据权利要求1-8任一项所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，在根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，根据所述金属丝以及所述金属球测量出的测量目标极化散射矩阵，对于所述金属球与45°金属丝之间的主通道元素进行一致性计算，得到一致性结果，具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，根据所述一致性结果，计算所述45°金属丝的金属回波，得到45°金属丝回波数据，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，基于所述45°金属丝回波，确定出0°金属丝回波数据，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于角度松约束的乘性误差极化校准方法，其特征在于，在通过与所述45°金属丝回波数据对...
【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，李卫东，谭荔嘉，胡程，
申请(专利权)人：北京理工大学前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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