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申请/专利权人：中国科学院空天信息创新研究院

摘要：本发明提出一种基于简缩极化SAR的月表介电常数反演方法，首先根据月球轨道SAR回波数据计算Stokes参数和简缩极化相似性参数，将雷达入射角和简缩极化相似性参数带入改进的X‑Bragg模型中，得到极化散射角参数与介电常数的理论模型映射关系，也即得到理论的极化散射角参数。同时，对Stokes参数进行均值滤波，然后计算得到实际的极化散射角参数。最后，通过最小化理论和观测到的极化散射角差值确定极化SAR数据对应的介电常数值。本发明提出了简缩极化相似性参数，将适用于四极化SAR数据下的X‑Bragg模型扩展到简缩极化SAR数据处理中，提高了月表介电常数反演的准确性以及模型的适用范围。

主权项：1.一种基于简缩极化SAR的月表介电常数反演方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、根据月球轨道SAR回波数据计算Stokes参数S1、S2、S3、S4和简缩极化相似性参数HPSS，包括：采用极化相干矩阵T描述目标的极化散射特性，假设满足反射对称性准则，则有： （1）其中，上标表示复共轭；T11，T12，T22，T33为极化相干矩阵元素；Stokes参数S1、S2、S3、S4和极化相干矩阵T的元素之间具有如下映射关系： （2）其中ERH表示右旋圆极化发射水平极化接收电磁波，ERV表示右旋圆极化发射垂直极化接收电磁波；所述简缩极化相似性参数HPSS通过下式计算得到： （8）其中，Tr·表示矩阵的迹，上标H表示共轭转置，2×2平均波相干矩阵J被定义为： （9）其中，j为虚数单位，单次散射体Js、二次散射体Jd、水平偶极子Jh和垂直偶极子Jv，分别为： （10）；步骤2、将雷达入射角和简缩极化相似性参数HPSS代入简缩极化架构下的X-Bragg模型中，得到极化散射角参数与介电常数的理论模型映射关系，从而得到理论的极化散射角参数αmodel，包括：根据式（2），X-Bragg模型中的极化相干矩阵对应的Stokes参数S1、S2、S3、S4表示为：S1=0.5C1+2C3,S2=C2sinc2β1S3=0,S4=0.5C1－2C3（3）其中，sinc·=sin··，β1为与表面粗糙度有关的参数；其中，系数C1，C2和C3描述表面的Bragg散射分量，具有如下形式： （4）其中，Rs和Rp分别为垂直和水平的Bragg散射系数，均为表面介电常数ε和雷达入射角θ的函数，由下式给出： （5）极化散射角参数根据Stokes参数S2、S3、S4计算得到： （6）从而通过公式（6）获得实际的极化散射角参数αdata；将公式（3）代入上式得到简缩极化架构下的X-Bragg模型的介电常数反演公式： （7）从而得到理论的极化散射角参数αmodel；步骤3、对Stokes参数S1、S2、S3、S4进行均值滤波，然后计算得到实际的极化散射角参数αdata；步骤4、通过最小化理论和观测到的极化散射角差值确定极化SAR数据对应的介电常数值；其中，与表面粗糙度有关的参数β1通过下式计算得到： （11）。

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