基于星载全极化SAR的电子密度重建研究

摘要

工作在L波段的星载全极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)回波散射矩阵会携带有明显的法拉第旋转角(Faraday Rotation,FR)信息.因此,结合星载SAR系统的高分辨率特性,可从回波中反演公里级分辨率的FR角信息.由于得到的FR角信息反应的仍然是电离层水平特性,因此,为了更加全面地了解电离层特性,本文做了进一步研究:把反演的FR角作为输入量,提出一种适用于星载全极化SAR的电离层层析成像(computerized ionospheric tomography,CIT)技术,并利用一组校正后的PALSAR(Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar)全极化数据、IRI(International Reference Ionosphere)电离层模型以及IGRF(Intemational Geomagnetic Reference Field)地磁场模型,进行半物理仿真,重建了路径上的电子密度空间分布.结果显示相比于传统的GPS层析技术,基于星载全极化SAR的层析技术能够明显提高空间电子密度重建分辨率,这无论对于电离层探测还是系统误差补偿均是有益的.此外,由于SAR信号为双程传播,无需地面设置接收站,因此在对地观测的同时可进行电离层探测,节约了成本.