【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种星载微波散射计分辨率增强方法，属于空间微波遥感。
技术介绍
1、扇形波束和笔形波束体制的星载微波散射计通常采用线性调频信号去斜处理技术实现距离向脉冲压缩，利用去斜后信号频率与时延(距离)对应关系将回波功率划分为距离向上的多个高分辨率测量单元，但因受限于天线固有波束宽度而无法在方位向上实现高分辨率测量。为提升后向散射系数观测数据方位向分辨率，目前主要采用两种处理方法：
2、(1)散射计图像重构法：通过引入数值迭代算法求解观测方程模型，抑制了重构过程中噪声信号放大，同时实现了距离和方位向二维高分辨率重构，但是该方法需要在重构区域内进行多轨或者多天或者同一轨前视和后视观测数据的积累，因而无法满足海面风场实时高分辨率探测需求，仅能应用于散射特性较长时间基本不变并对仪器观测方位角不敏感的陆地及南北极等区域，另外该方法因需要积累数据导致处理效率低下。
3、(2)基于条带测量数据的方位向一维高分辨处理法；用于解决采用距离-多普勒处理技术的高分辨率高精度散射计在前视和后视观测区域方位向分辨率不足问题，该方法基于散射计在高采样率下前视和后视区域内建立的超定或完全确定观测方程模型，采用改进的适应性规整化算法实现方位向一维高分辨率重构，但该方法依赖于高脉冲采样率以保证观测矩阵模型正定或超定性，并且仅应用于前视和后视区域观测数据。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种星载微波散射计方位向分辨率增强方法，该方法在散射计所有扫描方位角位置均可产生在距离和方位向具有高
2、本专利技术的技术解决方案包括：
3、一种基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，包括：
4、步骤一，距离向高分辨率处理：经过距离向分辨单元细分、距离向分辨单元后向散射系数定标和距离向分辨单元地理定位处理，得到距离向分辨单元后向散射系数，确定各距离向分辨单元足迹中心纬度latp和lonp，同时确定对应的地面入射角eiap和地理方位角azip，并保留反映观测数据前视和后视状态的天线扫描角度scanp；
5、步骤二，方位向一维分辨率增强处理：通过方位向一维重构参数计算、原始观测数据重组、方位向高分辨率重构和重构数据地理几何辅助信息；
6、得到同时在距离向和方位向具有高分辨率的后向散射系数，同时获得与高分辨率后向散射系数相对应的经度、纬度、地面入射角、地理方位角和天线扫描角信息。
7、可选的，步骤一，距离向高分辨率处理具体包括：
8、根据距离向分辨率需求将距离向波束足迹划分为若干分辨单元，基于回波功率切片分布与距离向分辨单元对应关系以及系统参数通过定标将分辨单元功率转换为后向散射系数，同时基于观测几何信息通过地理定位确定后向散射系数对应的观测位置；由距离向分辨单元细分步骤计算出散射计每次观测在距离向可提供的测量单元个数，即距离向分辨单元个数，每个距离向分辨单元均与回波测量值中一定范围内功率切片相对应。通过距离向分辨单元后向散射系数定标步骤对每个距离向分辨单元对应的功率切片进行累加和定标确定该距离向分辨单元对应的后向散射系数。最后通过距离向分辨单元地理定位步骤确定每个距离向分辨单元后向散射系数对应的地理位置等信息，包括纬度、经度、地面入射角、地理方位角和天线扫描角度，为方位向一维分辨率增强处理提供输入，每个距离向分辨单元后向散射系数与对应地理位置数据按照散射计原始扫描观测时间顺序排列。
9、可选的，步骤二，方位向一维分辨率增强处理具体包括：
10、通过方位向一维重构参数计算步骤确定每次参与方位向分辨率增强处理的特定距离向分辨单元沿扫描足迹方向地表覆盖范围，进而确定每次参与方位向高分辨率重构的特定距离向分辨单元观测个数；在方位向高分辨率重构前将天线扫描角和地理方位角进行角度转换后，根据扫描周期内扫描起始角度和前后视标识将距离向分辨单元后向散射系数、纬度、经度、调整后天线扫描角和地理方位角、入射角按照四个维度进行数据重组，作为方位向高分辨率重构处理步骤输入；高分辨率重构处理步骤依次在距离分辨单元维度、扫描周期维度和前后视维度遍历输入数据，基于重构参数和空间响应函数信息利用散射计图像重构算法对距离向分辨单元后向散射系数进行处理，实现各个距离向分辨单元后向散射系数在方位向分辨率增强；由距离向分辨单元纬度、经度、调整后天线扫描角和地理方位角通过重构数据地理几何辅助信息计算步骤计算出与方位向分辨率增强处理后散射系数对应的纬度、经度、天线扫描角和地理方位角信息，最终获得在距离向和方位向分辨率均得到增强的后向散射系数，以及对应的纬度、经度、天线扫描角和地理方位角信息。
11、可选的，所述的距离向高分辨率处理包括：
12、(1)距离向分辨单元细分
13、将地面足迹细分为若干地面分辨单元nele：
14、
15、sele为天线距离向3db波束地面足迹大小，δrele为距离向需求分辨率；
16、(2)距离向分辨单元后向散射系数定标
17、在遥感数据实时处理中，基于实时星下点纬度和天线扫描角通过查找功率切片累加范围和照射积分参数表获得每次脉冲观测各距离向分辨单元对应的回波功率切片累加范围和照射积分参数i0r，计算得各脉冲距离向分辨单元回波功率p0r,p：
18、
19、r1和r2分别表示第r个距离向分辨单元所包含的回波功率切片对应的起止序号，i表示回波功率切片序号，上式即表示选择范围从r1到的r2的回波功率切片进行累加，r＝1,2…nele，p表示扫描观测点序号；
20、基于内定标数据对p0r,p进行减噪处理得到纯净信号功率后psr,p，结合照射积分因子和雷达系统参数得到距离分辨单元后向散射系数
21、
22、x1为与系统有关的固定参数，x2为与系统内定标有关的参数；
23、(3)距离向分辨单元地理定位
24、对每次脉冲观测距离向各个分辨单元进行地理定位，确定各距离向分辨单元足迹中心纬度latp和lonp，同时确定对应的地面入射角eiap和地理方位角azip，并保留反映观测数据前视和后视状态的天线扫描角度scanp。
25、可选的，所述的方位向一维分辨率增强处理包括：
26、(1)方位向一维重构参数计算
27、在特定的卫星位置矢量和速度矢量当天线波束中心视角和天线波束中心方位角分别为θ0和时，计算出从到地球固定坐标系到天线坐标系转换矩阵mea：
28、mea＝mecf2antmins (4)；
29、其中mecf2ant为与卫星位置矢量、速度矢量、波束中心视角和波束中心方位角有关的转换矩阵，mins表示仪器安装偏移矩阵；
30、设每个分辨单元对应波束视角设为θr，r＝1,2…nele，每个分辨单元方位角与天线波束中心方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，步骤一，距离向高分辨率处理具体包括：
3.根据权利要求1或2所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，步骤二，方位向一维分辨率增强处理具体包括：
4.根据权利要求1或2所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，所述的距离向高分辨率处理包括：
5.根据权利要求1或2所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，所述的方位向一维分辨率增强处理包括：
6.根据权利要求5所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，所述的散射计图像重构算法SIR实现区间[Sp Sp+ΔS]内各个方位向分辨单元[Rq Rq+ΔR]后向散射系数重构，具体重构流程如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，步骤一，距离向高分辨率处理具体包括：
3.根据权利要求1或2所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方位向分辨率增强方法，其特征在于，步骤二，方位向一维分辨率增强处理具体包括：
4.根据权利要求1或2所述的基于图像重构技术的星载微波散射计方...
【专利技术属性】
技术研发人员：金旭，刘淑波，刘丽霞，贺荣荣，李浩，施浩强，薛时雨，吕爱玲，田栋轩，陈文新，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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