[发明专利]一种适用于舰船目标散射特性的四分量分解方法

说明书

本发明公开了一种适用于舰船目标散射特性的四分量分解方法，包括：S1、对舰船结构进行分析，得到用于描述舰船结构的不合理性的体散射和螺旋散射分量；S2、根据舰船的结构特点，利用±45°偶极子分量描述舰船上的线极化散射体，利用非对称散射分量描述舰船上的非对称散射结构；S3、利用镜面散射、双跳散射、±45°偶极子分量和非对称散射分量得到适用于舰船散射特性的四分量分解模型；S4、根据所述四分量分解模型得出目标舰船的散射特性。本发明利用±45°定向偶极子和非反射对称散射分量能够合理的描述舰船上的散射结构，并且能够有效的增大舰船和杂波之间的类间距离，有利于将目标从海杂波中检测出来。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达目标检测识别技术领域，更具体地说，特别涉及一种适用于舰船目标散射特性的四分量分解方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)以其全天时、全天候、持续观测的独特优势，被广泛应用于军事和民用领域。SAR的后向散射信息中包含丰富的极化信息，可以反应目标的几何结构和物理特性，能够完全表征目标的散射特性。在PolSAR数据目标信息提取中，目标分解是一种常用且非常有效方法，它将目标散射的平均机制表示为独立散射机制的和，以便将每个分辨率单元和对应的物理散射机制关联起来，从而分离目标极化特征中的散射机制，以达到分类和识别的目的。分解方法包括基于散射矩阵，基于Kennaugh矩阵，以及基于协方差或相干矩阵的分解。其中，基于协方差或者相干矩阵的分解使用得最为广泛，这类分解方法通常假设散射目标中存在某种散射体，根据不同的散射体分解出不同的散射模型。

海上目标探测是对地观测研究中的一个重要课题，各种舰船检测算法层出不穷。然而，将基于模型的散射特性分解算法应用到舰船却少有人研究，并且现有的基于模型的极化分解算法重点关注的是陆地植被和城市区域，鲜有基于模型的极化分解算法是针对海上目标。由于人造目标和陆地植被或城市区域的差异性，将现有的基于模型的极化分解方法应用到海上目标时，存在以下问题：1)体散射模型不适用于海上舰船。体散射模型用于描述密集的随机偶极子，例如树冠区域。众所周知，舰船上各个部件结构轮廓清晰,尤其是航母或者集装箱货船等表面平坦的船舶，类似于树冠结构的随机偶极子云不存在于此类舰船上；2)现有的散射模型并未对舰船目标合理表征。舰船目标结构整齐，舰船轮廓边缘、桅杆、门窗边缘、集装箱边沿等区域应表现为线极化效应；现有的四分量分解模型并未对上述结构进行正确描述；3)除了镜面散射模型之外，其余三种分量应能正确表征舰船，也就是说仅依靠单一的分量，我们就能够分辨出舰船目标。然而，在实际的分解过程中，我们发现在螺旋散射模型中，舰船会出现螺旋散射功率值为零的情况，因而依靠人眼无法在该功率图上辨别出舰船。

因此，迫切需要一种适用于舰船目标散射特性的四分量分解方法，来合理的描述舰船上的散射体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于舰船目标散射特性的四分量分解方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于舰船目标散射特性的四分量分解方法，包括以下步骤：

S1、对舰船结构进行分析，得到用于描述舰船结构的不合理性的体散射和螺旋散射分量；

S2、根据舰船的结构特点，利用±45°偶极子分量描述舰船上的线极化散射体，利用非对称散射分量描述舰船上的非对称散射结构；

S3、利用镜面散射、双跳散射、±45°偶极子分量和非对称散射分量得到适用于舰船散射特性的四分量分解模型；

S4、根据所述四分量分解模型得出目标舰船的散射特性。

进一步地，所述步骤S3包括：

S30、利用镜面散射分量和双跳散射分量描述舰船上的奇次和偶次散射分量；

S31、利用±45°偶极子分量描述舰船上的线极化散射体；