[发明专利]一种粗糙面微波段双向反射分布函数的建模方法

权利要求书

1.一种粗糙面微波段双向反射分布函数的建模方法，其特征在于：它包括下述步骤： 

1)根据地面或海面的功率谱密度函数，通过蒙特卡洛方法产生仿真的粗糙面； 

2)利用矩量法(MoM)计算粗糙面的单位雷达散射截面σ⁰； 

3)根据粗糙面单位雷达散射截面与双向反射分布函数的关系： 

σ⁰＝4πf_rcosθ_icosθ_r， 

计算粗糙面双向反射分布函数f_r，f_r＝σ⁰／4πcosθ_icosθ_r， 

其中θ_i为入射角，θ_r为反射角； 

4)利用计算得到的粗糙面双向反射分布函数作为采样点，按照参数选择的最佳标准用遗传算法优化五参量模型中的经验参数； 

5)根据优化得到的经验参数得到五参量模型的具体表达式，从而对粗糙面微波段双向反射分布函数进行建模。 

2.根据权利要求1所述的粗糙面微波段双向反射分布函数的建模方法，其特征在于：所述步骤1)通过实验获得所要仿真地面或海面的粗糙面参数及其功率谱密度，并选取一系列振幅独立的高斯谐波，其中，粗糙面参数包括均方根高度和相关长度；再根据获得的粗糙面参数和功率谱密度，对所选的高斯谐波进行振幅调制，再对调制后的高斯谐波进行傅里叶变换产生仿真的粗糙面。 

3.根据权利要求1所述的粗糙面微波段双向反射分布函数的建模方法，其特征在于：所述步骤4)中五参量模型的表达式为： 

其中G为遮蔽函数，θ_i和θ_r分别代表入射角和散射角，和为反射方位角，α为微小平面法线方向和z轴的夹角，γ为微观平面上本地坐标系的入射角，k_b，k_d，k_r，a，b为待优化参数； 

根据计算得到的粗糙面双向反射分布函数，选取一组等间隔的数据作为统计采样样本，将采样样本以及五参量模型计算得到的双向反射分布函数带入参量选取的最佳标准： 

其中x是模型参数的列向量，f_r是BRDF模型计算的双向反射分布函数的数值，为理论计算的双向反射分布函数的数值，g₁(θ_i)，g₂(θ_r)为加权函数，等间隔时加权函数取值为1； 

再根据参量选取的最佳标准E(x)最小的原则，利用遗传算法进行优化，得到经验参数k_b，k_d，k_r，a，b的值的值。 

4.根据权利要求1所述的粗糙面微波段双向反射分布函数的建模方法，其特征在于：所述步骤5)中根据步骤4)求得的经验参数k_b，k_d，k_r，a，b的值得到五参量模型的具体表达式，进行粗糙面双向反射分布函数的建模。