新穎的混合式角反射器法於全極化合成孔徑雷達校正

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姓名

陳憲偉(Shian-wei Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

遙測科技碩士學位學程

論文名稱

新穎的混合式角反射器法於全極化合成孔徑雷達校正
(Improvement of Hybrid Polarimetric Calibration Technique for SAR Using Corner Reflectors)

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摘要(中)

全極化合成孔徑雷達系統已經被廣泛的運用在地表分類、物理參數反演上，特別是在比較兩幅影像時、或者是比較影像與理論時，極化校正非常重要。
然而，在應用全偏極雷達資料時，有別於傳統單偏極雷達只需進行輻射校正即可獲得目標物的散射特性，全偏極資料更在乎的是相位的相對關係，因此全偏極合成孔徑雷達還需進行校正各個極化之間相對的相位、振幅不平衡、串擾，才能讓資料更廣泛的被應用。
本文中對極化校正提出一個更精緻的模型，以及更精準的解出模型中的未知數，並利用此校正矩陣進行全極化雷達系統的校正。本文利用三角反射器、兩面角反射器、旋轉22.5度和45度的兩面角反射器進行實驗室陸基全極化雷達的校正與Pi-SAR系統的校正，經由此校正方法，能使振幅誤差可降至0.5dB，相位誤差可降至5度。

摘要(英)

Fully polarimetric synthetic aperture radar (SAR) has wide applications for terrain classification, land-use and physical parameters retrieval, etc. Calibration of quad-polarized SAR data is essential for understanding actual polarimetric signatures, especially comparing data between scenes, or comparing observation with theory.
The proposed calibration method relies only on the characteristics of the calibration targets and requires no assumptions regarding scene statistics and radar characteristics. It allows the correction of polarimetric distortions of the radar system using only three different kinds of the following calibration corner reflectors: trihedral, dihedral, 22.5degree and 45 degree rotated dihedral. Validation of the proposed method is made by using chamber measurements and airborne L-band Pi-SAR data. The experimental results show that the amplitude error can be reduced to as small as 0.5dB, while the phase error is less than 5 degrees.

關鍵字(中)

★ 雷達
★ 全極化
★ 全極化校正

關鍵字(英)

★ radar
★ polarimetric
★ polarimetric calibration

論文目次

圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章緒論 1
1.1 研究目的 1
1.2 研究回顧 2
1.3 章節介紹 4
第二章全極化合成孔徑雷達介紹 5
2.1 電磁理論與合成孔徑雷達資料 5
2.1.1 平面波與極化 5
2.1.2 極化散射矩陣 8
2.2 全極化合成孔徑雷達的應用 10
2.2.1 全極化雷達資料型式 10
2.2.2 極化合成孔徑雷達 10
2.2.3 干涉合成孔徑雷達 12
2.2.4 同調性 14
2.3 單偏極雷達影像的校正 15
2.4 全偏極雷達影像的校正 15
2.5 參考目標介紹 17
2.5.1 點目標 17
2.5.2 分布目標 22
第三章全極化合成孔徑雷達極化校正方法介紹 24
3.1 極化校正模型介紹 24
3.2 求解校正矩陣 26
3.3 校正全極化雷達資料 32
3.4 極化校正流程介紹 32
3.5 分佈式目標物校正演算法概述 33
3.6 主動式雷達校正器之簡介 37
第四章實驗結果與討論 38
4.1 實驗資料介紹 38
4.1.1 實驗室環境介紹 38
4.1.2 Pi-SAR資料介紹 43
4.2 陸基全極化雷達系統校正與分析 45
4.2.1 陸基全極化雷達系統誤差討論 46
4.2.2 陸基全極化雷達系統校正結果 47
4.3 Pi-SAR系統校正與分析 52
4.3.1 Pi-SAR系統誤差討論 52
4.3.2 Pi-SAR 校正結果 53
4.3.3 全極化合成孔徑雷達資料應用探討 56
4.4 簡易的分佈式目標校正法 62
第五章結論與未來展望 68
5.1 結論 68
5.2 未來展望 69
參考文獻 70

參考文獻

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指導教授

任玄(Hsuan Ren)

審核日期

2014-7-25

推文