星載全極化SAR觀測低頻波段Faraday旋轉效應分析與消除.pdf

1、植被下層與次地表層的微波遙感探測(例如地下水分垂直分布廓線探測)對陸地水文過程、全球氣候變化、全球碳平衡等研究都具有關鍵影響。地面植被下層與次地表層的星載微波遙感要求低頻波段(如UHF/VHF波段)的合成孔徑雷達(SAR)探測,但低頻波段將受到電離層Faraday旋轉(FR,Faraday Rotation)效應的顯著影響。
　　 本文首先根據電離層中電波傳播的物理機制推導FR角度公式,接著分析FR效應對全極化散射矩陣的影響,推

2、導全極化Mueller矩陣FR前后的關系式,后以美國Colorado州Tabernash城鎮(zhèn)附近區(qū)域SAR圖像為例,采用去取向地表分類方法證明FR后的低頻波段全極化測量不可以直接用于地表分類。接著,由FR后的全極化Mueller矩陣推導FR前的全極化信息,同時證明了由FR后的全極化測量推導無FR的全極化數據時存在的±p/2模糊誤差并不影響地表分類參數u,v,H,α的計算,因此可以從全極化測量經無FR效應轉換后形成的u,v,H,α進行地表

3、分類:進一步地,根據FR角度隨地理位置的變化不會突變,提出一種可消除±p/2模糊誤差的方法,而完成FR后全極化測量反演無FR的全極化數據。
　　 最后本文試討論UHF/VHF波段植被下層與次地表層的水分垂直分布廓線的探測,先采用一層非球型粒子植被模型分析低頻波段植被對土壤下墊面探測的影響,后用分層土壤矢量輻射傳輸的Mueller矩陣解模擬UHF/VHF波段土壤次地表層探測,分析兩波段的探測深度差異,給出UHE/VHF波段土壤分層