欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2021106984150
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基于法拉第旋转角算法的全极化SAR数据获取图像范围内的SAR VTEC;

(2)基于SAR VTEC作为约束条件使用IG优化构建三维电子密度。

2.根据权利要求1所述的一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法,其特征在于,步骤(1)具体包括如下子步骤:(1.1)获取全极化SAR数据,根据式(1)及雷达系统参数对HH、HV、VH、VV四种极化方式的数据进行误差矫正,得到经系统误差矫正后的观测值散射矩阵M:式中A是雷达系统的总体增益,j为虚数单位,φ为双程相位延迟,δ1,δ2,δ3,δ4为因H和V极化发射和接收的非完全独立导致的串扰,f1,f2为通道失配,hh、vh、vv、vh下角标代表对应极化方式;

(1.2)使用Bickel and Bates FR角估计器计算法拉第旋转角;

首先根据公式(2)将线性极化方式转换为圆极化方式,将散射矩阵M进行如下矩阵变换:

式中,j为虚数单位;Mhh、Mvh、Mhv、Mvv为四种极化方式的单视复数影像的观测值散射矩阵;Z11、Z12、Z21、Z22为转换后矩阵对应值;

随后,根据式(3)使用转换后的矩阵Z计算法拉第旋转角;

式中arg代表对复数取幅角,*代表取其共轭数;考虑到SAR数据在距离向和方位向的特点,为减少计算量对初步计算的 进行多视处理,多视比为距离向:方位向=5:35;计算 后可先对其进行自适应光谱滤波后在取幅角以减少噪声;

(1.3)利用研究区域的FR角结合磁场信息计算VTEC;使用如下公式计算VTEC:式中,f为信号频率,B0为磁场强度,θ为磁场与SAR信号夹角, 为信号入射角;其中,f信号频率可从SAR数据参数文件中获取;磁场强度B0为从IGRF提取300千米处的磁场值,IGRF还可获取磁倾角以及磁偏角信息;研究区信号入射角 分布通过利用研究区数字高程模型以及SAR数据参数文件计算得到;将获得的SAR入射角 以及磁场信息转换至对应研究区的SAR坐标系下,计算磁场与SAR入射角 之间的θ的分布;最终通过上式计算研究区域的SAR VTEC分布。

3.根据权利要求2所述的一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法,其特征在于,步骤(2)包括如下子步骤:

(2.1)拟合IG值与VTEC的函数关系;

以SAR数据采集时间为准,选择研究区域某一处作为研究IG值与VTEC的参考点;将IG值范围为以10为间隔划分为的0到400的等差数列,并向IRI模型输入时间、经纬度及IG值,获得IRI模型输出的该IG值对应的电子密度剖线;根据公式(5)对其进行积分计算该剖线的VTEC;

式中Hmin为垂直总电子含量的起始高度,Hmax为垂直总电子含量的终止高度,单位均为3

千米,N(h)为高度为h千米处的电子密度,单位为ele/km ,∑N(h)为求和符号,代表对从起始高度到终止高度的电子密度求和;将获取的IG值及对应的VTEC采用多项式拟合为形如式(6)的四次多项式,式中a、b、c、d、e为待拟合参数:

4 3 2

IG=a*VTEC+b*VTEC+c*VTEC+d*VTEC+e           (6)(2.2)获取研究区域IG值;

以SAR VTEC作为约束条件,将SAR VTEC带入拟合后的公式(6),解算出整幅影像SARVTEC对应的IG值;

(2.3)估计研究区域三维电子密度;

获取整幅影像SAR VTEC对应的IG值后,构建三维电子密度。

4.根据权利要求3所述的一种联合IG值和SAR反演高精度电子密度的方法,其特征在于,步骤(2.3)通过如下步骤计算构建三维电子密度:(2.3.1)选择SAR影像上的点,获取其时间、经纬度及VTEC对应的IG值;

(2.3.2)将时间、经纬度以及IG值作为输入,使用IRI模型获取该点处三维电子密度剖线;重复上述(2.3.1)(2.3.2)步骤直至获取SAR影像数据范围内所有数据点位的三维电子密度剖线,从而获取整个研究区域的三维电子密度分布。