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典型几何基元的高频散射建模方法梳理

雷达学报（中英文） 2022年第1期11卷 126-143页

作者：张旭徐丰金亚秋电磁波信息科学教育部重点实验室复旦大学上海200433

高分辨率SAR图像中蕴含目标与环境丰富的信息,但复杂的电磁散射机制使其难以直观解译,这一直是SAR图像解译的重要研究课题。该文简单梳理了典型几何基元的高频散射建模方法,以面散射、线散射和点散射为线索简要回顾了若干高频散射机制... 详细信息

高分辨率SAR图像中蕴含目标与环境丰富的信息,但复杂的电磁散射机制使其难以直观解译,这一直是SAR图像解译的重要研究课题。该文简单梳理了典型几何基元的高频散射建模方法,以面散射、线散射和点散射为线索简要回顾了若干高频散射机制的研究发展过程,并给出几种典型几何基元的散射机制表达式及部分仿真结果,分析了典型散射机制表征面临的难点及应用于SAR图像解译的关键科学问题,提出从几何基元出发,发展对应的散射基元,通过散射基元进行组合和相互作用以树状方式实现更完备和广泛的散射特征表征体系,最后讨论了面向SAR图像散射信息解译来构建散射机制字典的可行性。

关键词：高频散射建模几何基元散射机制字典面散射线散射点散射

SIMO线阵列雷达对三维复杂目标电磁散射的仿真与立体重构

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中国科学：技术科学 2012年第10期42卷 1120-1129页

作者：李维金亚秋复旦大学波散射与遥感信息重点实验室上海200433

提出单输入多输出(SIMO,single input and multiple output)频率步进线阵列下视雷达对一复杂电大三维体目标的电磁散射数值模拟、成像、及其几何特征重构.下视聚束模式的线阵列频率步进雷达SIMO运动合成二维平面孔径,获取包含幅度与相... 详细信息

提出单输入多输出(SIMO,single input and multiple output)频率步进线阵列下视雷达对一复杂电大三维体目标的电磁散射数值模拟、成像、及其几何特征重构.下视聚束模式的线阵列频率步进雷达SIMO运动合成二维平面孔径,获取包含幅度与相位的散射矩阵;用双向射线解析跟踪方法(BART,bidirectional analytic ray tracing method),数值模拟计算双站极化散射矩阵.通过距离徙动算法(RMA,range migration algorithm)获得三维分辨图像,实现三维目标几何特征的重构.计算个例给出了粗糙地面上坦克目标模型的散射、成像与重构.同时,又采用FEKO软件的物理光学(PO,physical optics)计算简单体目标散射场及其成像重构作为验证与比较,论证了本理论方法可行与准确高效的良好性能.

关键词： SIMO线阵列雷达背景中电大目标双向射线追踪三维散射成像立体重构

月球永久阴影区着陆点选取要求的高分辨率极化SAR数据分析

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深空探测学报（中英文） 2022年第1期9卷 42-52页

作者：柳钮滔施贤正徐丰金亚秋复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

月球两极永久阴影区(Permanently Shadowed Regions,PSR)全年没有直接光照,搜寻PSR内的月球水冰是“嫦娥七号”的主要任务之一。人类至今没有在PSR着陆,中国的“嫦娥七号”任务计划在PSR附近的太阳直射区域登陆,着陆器上携带的飞跃器将... 详细信息

月球两极永久阴影区(Permanently Shadowed Regions,PSR)全年没有直接光照,搜寻PSR内的月球水冰是“嫦娥七号”的主要任务之一。人类至今没有在PSR着陆,中国的“嫦娥七号”任务计划在PSR附近的太阳直射区域登陆,着陆器上携带的飞跃器将进入PSR进行采样与分析。如何选择登月点和取样点是该项任务的一个关键,结合高精度的数字高程模型,“嫦娥七号”卫星搭载的极化合成孔径雷达(Polarization Synthetic Aperture Radar,Pol-SAR)可以进一步确定月表面的高低起伏状态,以确定平缓表面的登月点与采样点,及小飞跃器的飞行路线。通过将美国“月球轨道勘测器”(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)上面的微型雷达Mini-RF采集的雷达图像与太阳直射区域光学图像对比,以希吉努斯(Hyginus)陨石坑附近区域和“嫦娥四号”着陆区为例,来分析Pol-SAR在筛选平坦表面作为登月点与采样点时的作用。率先将HRNet网络应用于月球SAR图像分割,并讨论了人工神经网络在探月SAR图像信息获取中的应用。以月球南极的舒梅克(Shoemaker)陨石坑和沙克尔顿(Shackleton)陨石坑为例,找出永久阴影区平坦的区域,作为“嫦娥七号”SAR探测的方法参考。

关键词：嫦娥七号合成孔径雷达永久阴影区 Mini-RF数据着陆区平坦月表

随机非球形粒子全极化散射的时间相关Mueller矩阵解

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物理学报 2002年第1期51卷 74-83页

作者：常梅金亚秋复旦大学波散射与遥感中心上海200433

从与时间相关的矢量辐射传输方程推导一阶Mueller矩阵解 ,用来模拟Gauss型平面脉冲波入射下 ,一层随机、非均匀取向非球形粒子的全极化双站散射 .数值计算了同极化和去极化脉冲响应 ,与入射脉冲进行了比较 ,说明了随机介质的物理参数 ,... 详细信息

从与时间相关的矢量辐射传输方程推导一阶Mueller矩阵解 ,用来模拟Gauss型平面脉冲波入射下 ,一层随机、非均匀取向非球形粒子的全极化双站散射 .数值计算了同极化和去极化脉冲响应 ,与入射脉冲进行了比较 ,说明了随机介质的物理参数 ,如粒子的取向和占空比、入射角。

关键词：平面脉冲波非球形粒子 Mueller矩阵全极化散射合成孔径雷达时间相关 VRT方程脉冲波

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从散射辐射传输成像到定量精细遥感的信息链

遥感学报 2016年第5期20卷 768-774页

作者：金亚秋复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室上海200433

星载遥感是电磁波与环境目标相互作用散射辐射传输获取数据图像,并进而反演诠释环境目标物理特征的信息技术。随着星载遥感多任务、多频段、多极化、高分辨率等多源多模式的发展与融合,星载遥感定量精细信息的需求提出了一系列新的信息... 详细信息

星载遥感是电磁波与环境目标相互作用散射辐射传输获取数据图像,并进而反演诠释环境目标物理特征的信息技术。随着星载遥感多任务、多频段、多极化、高分辨率等多源多模式的发展与融合,星载遥感定量精细信息的需求提出了一系列新的信息链科学问题。本文概述本实验室在近十多年里在星载遥感领域的电磁散射辐射传输理论到定量精细遥感信息链的研究,包括:矢量辐射传输与星载微波遥感数据定标与验证(CAL/VAL)、极化电磁散射与全极化多模式合成孔径雷达(SAR)成像信息、高分辨率遥感与自动目标识别(ATR)技术、月球火星等外星遥感信息获取等。

关键词：散射辐射传输微波遥感 SAR成像目标识别遥感信息链

非均匀散射层矢量辐射传输(VRT)方程高阶散射解的迭代法

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物理学报 2003年第2期52卷 247-255页

作者：梁子长金亚秋复旦大学波散射和遥感中心信息科学与工程学院上海200433

将散射介质层在z轴方向划分成薄层 ,用薄层的一阶散射强度、Fourier变换和迭代方法求解散射介质整层的矢量辐射传输 (VRT)方程的高阶散射解 .该方法将一阶散射与高阶散射迭代结合起来 ,计算公式简明 ,可计算高阶迭代解 ,计算时间少 .计... 详细信息

将散射介质层在z轴方向划分成薄层 ,用薄层的一阶散射强度、Fourier变换和迭代方法求解散射介质整层的矢量辐射传输 (VRT)方程的高阶散射解 .该方法将一阶散射与高阶散射迭代结合起来 ,计算公式简明 ,可计算高阶迭代解 ,计算时间少 .计算结果与一层均匀散射介质的VRT方程一阶Mueller矩阵解、半空间均匀散射介质二阶Mueller矩阵解、以及离散坐标特征值特征矢量法的VRT热辐射的数值解作了全面的比较 .提出并讨论了非均匀散射层主动与被动VRT方程的高阶解 .本计算程序可以通用于非球形粒子多层结构及非均匀介质的散射和热辐射计算 .

关键词：高阶散射解迭代法 VRT方程非均匀散射层矢量辐射传输过程

一层非球形粒子散射的标量辐射传输迭代解的求逆

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物理学报 2002年第10期51卷 2239-2244页

作者：梁子长金亚秋复旦大学波散射和遥感中心信息科学与工程学院上海200433

给出了一层有下垫反射面的非球形粒子散射的标量辐射传输方程一、二阶迭代解 ,推导了相函数各阶Legendre展开系数与随机小椭球粒子相函数的对应关系 ,提出了一层随机小椭球粒子介电常数和单位面积粒子数的迭代反演方法 .通过两次各方位... 详细信息

给出了一层有下垫反射面的非球形粒子散射的标量辐射传输方程一、二阶迭代解 ,推导了相函数各阶Legendre展开系数与随机小椭球粒子相函数的对应关系 ,提出了一层随机小椭球粒子介电常数和单位面积粒子数的迭代反演方法 .通过两次各方位角上双站散射测量 ,反演随机小椭球粒子的介电常数和单位面积粒子数 .本方法比现有文献的一些反演方法易于实现。

关键词：非球形粒子散射标量辐射传输方程迭代解反演相函数介电常数求逆问题

双网格前后向迭代与谱积分法计算分形粗糙面的双站散射与透射

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物理学报 2002年第7期51卷 1403-1411页

作者：李中新金亚秋复旦大学波散射和遥感中心上海200433

对于高介电常量分形粗糙面的双站散射与透射的数值计算 ,须用密网格来剖分粗糙面 ,这样就产生了计算内存大和计算时间长的问题 .双网格法通常可以用来减少计算机计算所需内存和计算时间 .为计算任意角度 (包括低掠角 )TE和TM波入射下的... 详细信息

对于高介电常量分形粗糙面的双站散射与透射的数值计算 ,须用密网格来剖分粗糙面 ,这样就产生了计算内存大和计算时间长的问题 .双网格法通常可以用来减少计算机计算所需内存和计算时间 .为计算任意角度 (包括低掠角 )TE和TM波入射下的高介电常量分形粗糙面在各种物理条件下的双站散射与透射 ,将双网格法和前后向迭代与谱积分加速法相结合 ,发展了新的数值计算方法 ,并验证了散射与透射的能量守恒 ,讨论了双站散射与透射角度性变化的特征 .

关键词：前后向迭代谱积分法双站散射透射 PBTG-FBM/SAA 分形粗糙面数值计算双网格法高介电常量

月表微波辐射对月壤厚度及其物理温度廓线的反演

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电波科学学报 2012年第1期27卷 1-11页

作者：宫晓蕙金亚秋复旦大学波散射与遥感信息教育部重点实验室上海200433

以中国"嫦娥"1号(CE-1)卫星多通道微波辐射计对月球辐射亮度温度测量数据,选取月球两极、赤道与沿经度150°W作为目标区域,结合月表面地形的数字高程模型(DEM),讨论环形山月球表面(特别是光照度低的两极区域)微波辐射亮度温度的分布。... 详细信息

以中国"嫦娥"1号(CE-1)卫星多通道微波辐射计对月球辐射亮度温度测量数据,选取月球两极、赤道与沿经度150°W作为目标区域,结合月表面地形的数字高程模型(DEM),讨论环形山月球表面(特别是光照度低的两极区域)微波辐射亮度温度的分布。由昼夜温度变化产生的月壤物理温度分布廓线的三层辐射传输理论模型为基础,结合阿波罗登月点月壤厚度测量数据,用CE-1多通道微波辐射观测数据反演与讨论了目标区域的月壤层物理温度廓线及其月壤层厚度。

关键词： “嫦娥”1号环形山地形微波辐射亮度温度月壤物理温度廓线月壤层厚度