Февраль 2003

(письмо, отправленное профессору Л.П. Литхарту

с проектом ответа на замечания рецензентов)

Dear Prof. Ligthart,

Уважаемый профессор Литхарт!

Below I give my analysis of the comments made by reviewers.

Ниже я предлагаю свой анализ замечаний, сделанных рецензентами.

In some cases I could formulate specific proposals on correction of the paper. In other cases I only could present my considerations and would like to ask you (as a person having incomparably greater experience in publications submission to authoritative magazines) to transform these reflections into "civilized" form.

В одних случаях я смог сформулировать конкретные предложения по корректировке материала статьи. А в других случаях я смог лишь представить свои размышления и хотел бы просить Вас (как человека, имеющего несравнимо больший опыт в представлении публикаций в авторитетные журналы) придать этим размышлениям «цивилизованный» вид.

V. Karnychev

В. Карнышев

Replay on Comments of Reviewer 1:

Ответы на замечания 1-го рецензента:

Comment 1.1

Замечание 1.1

Abstract: ... in the monostatic radar case.

Абстракт: ... в случае однопозиционной радиолокации.

I don't think the algorithm is limited to monostatic systems only. It can be used for arbitrary bistatic angle (whenever S is nonsymmetric) and so there is no need to mention monostatic alone in the abstract. It is misleading.

Я не думаю, что алгоритм ограничен только случаем однопозиционных систем. Он может использоваться для произвольного двухпозиционного угла (всякий раз, когда матрица S несимметрична) и поэтому нет никакой нужды упоминать в абстракте об однопозиционном случае. Это вводит в заблуждение.

I think that the given comment is correct, and we must agree to it. In this connection, I suggest the following:

Я думаю, что данное замечание справедливо, и мы должны с ним согласиться. В связи с эти я предлагаю следующее:

- to remove the text "in the monostatic radar case" (4th sentence, 7th line from the top) from the paragraph "Abstract";

- убрать фразу "in the monostatic radar case" (4 предложение, 7 строка сверху) из абзаца "Abstract";

- to remove "arbitrary" in the 5th sentence and to insert the text "with nonsymmetric scattering matrix" after words " radar objects".

- убрать в 5 предложении слово "arbitrary" и добавить фразу "with nonsymmetric scattering matrix" (после слов "radar objects").

As a result, the paragraph will look as follows:

Таким образом, текст будет выглядеть следующим образом:

Abstract - The procedure for estimating polarization invariants of the backscattering matrix in HV basis is considered for radar observation of arbitrary non-reciprocal objects. Two polarization invariants are added to the well-known six Huynen-Euler invariants. These new invariants (non-reciprocity angle and difference in absolute phases of the symmetric and anti-symmetric parts of the scattering matrix) describe the non-reciprocal properties of the object itself. With the simultaneous measurement of all 8 quadratures of the scattering matrix elements, the closed-form expressions for calculating the 8 polarization invariants are given. The derived expressions are the starting point for complete estimation of the polarization properties of radar objects with nonsymmetric scattering matrix. The given approach can be used to study various polarization effects in radar remote sensing of artificial and natural objects, and also to simulate polarization measurement processes and estimation errors caused by the measurement of scattering matrix elements at different instants.

Comment 1.2

Замечание 1.2

Equation number on page 2. Also sign change needed in S₁₂ or S₂₁ element.

Пронумеруйте уравнение на странице 2. Также измените знак у S₁₂ или S₂₁ элемента.

The absence of equation number on page 2 and the same signs of 12 and 21 elements is my fault. In order to preserve the through numbering all equations in the paper and cross references, I suggest the following:

Отсутствие номера у выражения на 2-ой странице и один и тот же знак у элементов 12 и21 - это моя ошибка. Для того, что не изменять сквозную нумерацию всех формул и соответствующих ссылок, я предлагаю следующее:

- to assign number (1a) to the equation on p. 2;

- to write number (1b) instead of number (1);

- to change sign of the scattering matrix element S₂₁.

- присвоить уравнению на стр. 2 номер (1a);

- присвоить уравнению (1) номер (1b);

- изменить знак у элемента матрицы рассеяния S₂₁.

As a result, the equations take the form

Таким образом, указанные выражения принимают вид:

,

(1a)

,

(1b)

Comment 1.3

Замечание 1.3

Use modulus instead of module throughout paper. Use moduli as the plural and not modules.

Используйте в статье "modulus" вместо "module". Используйте во множественном числе "moduli", а не "modules".

In the enclosed paper I have made all these corrections.

В прилагаемом исправленном варианте статья я заменил все "module" на "modulus", а "modules" на "moduli".

Detailed comment 1.4.

Развернутое замечание 1.4.

Page 4. Asymmetric matrix case.

Страница 4. Случай асимметричной матрицы.

In general S will be non-symmetric for nonreciprocal problems i.e. situations where the vector reciprocity theorem is violated. This includes all the special cases mentioned by the authors. Not convinced that aside from trans-ionospheric wave propagation that such situations will be widespread in radar remote sensing problems. I agree some special cases can arise but the authors give the impression that backscatter S is nonsymmetric in many cases. This is not so and is misleading. I would prefer that they emphasize the use of the algorithm for general bistatic systems. Such systems are becoming of more interest now and so this could help raise the profile of the paper. Sticking to nonreciprocal backscatter is in my opinion too limited.

В общем случае S будет несимметричной для невзаимных задач, т.е. ситуаций, где векторная теорема взаимности не соблюдается. Это включает все частные случаи, упомянутые авторами. Я не убежден, что такие ситуации, кроме распространения волн в ионосфере, будут широко распространены в задачах дистанционного РЛ зондирования. Соглашусь, что могут возникать некоторые частные случаи, но авторы создают впечатление того, что матрица обратного рассеяния S является несимметричной во многих случаях. Это не так и вводит в заблуждение. Я предпочел бы, что они сделали упор на использование алгоритма для общего случая двухпозиционных систем. Сейчас такие системы привлекают больший интерес, и поэтому это могло бы помочь поднять ценность статьи. Делать упор на невзаимное обратное рассеяние, по моему мнению, слишком ограничено.

<Перевод на английский язык опущен>

The possibility of the existence of real objects, which polarization properties are described by asymmetric () scattering matrices in the monostatic radar sensing case or in bistatic configuration allow us to widen the mentioned group of Huynen-Euler parameters by additional independent polarization invariants.

Slight logical inconsistency in the backscat-ter case. If we have a full SM radar then we are free to choose TX and RX polarizations to be different i.e. to consider mixed bases. In fact by doing this, the appropriate maxi-mum states become singular values of the S matrix rather than eigen values. The authors consider the restriction of using the same ba-sis for TX and RX. This is ok but they should close the logical loophole by mentioning that mixed bases can also be used. Their symmet-ric antisymmetric decomposition is useful when the same base is used but the SVD is more appropriate when separate bases are considered. Please mention this point.

Небольшая логическая несогласованность в случае обратного рассеяния. Если мы имеем РЛС, способную измерять полную МР, то тогда мы можем выбрать различные поляризации на передачу и прием, т.е. рассматривать смешанные базисы. Фактически, делая это, соответствующие максимальные состояния становятся сингулярными величинами матрицы S, а не собственными числами. Авторы рассматривают ограничение на использование одного и того же базиса на передачу и прием. Это нормально, но они должны закрыть логическую неувязку, упомянув о том, что могут также использоваться смешанные базисы. Их симметрическое антисимметрическое разложение полезно, когда используется один и тот же базис, но SVD больше подходит, когда рассматриваются раздельные базисы. Пожалуйста, упомяните об этом.

<Перевод на английский язык опущен>

It should be noted that the given problem can be solved for more general case of mixed bases, when TX and RX polarizations are different. However, without loss of generality, we assume that the measuring polarization basis of the radar system is linear. Besides, the radar coordinate system coincides with Cartesian coordinates XOY. The scattering matrix of a radar object can then be written in the radar's polarization basis as:

Equations 16 and 25 are the two central ob-servations in the paper. Both in fact can be related to fundamental properties of the Pauli spin matrices.

Уравнения (16) и (25) являются центральными результатами в статье. Оба фактически могут быть связаны с фундаментальными свойствами спиновых матриц Паули.

…

…

Full list of equations for invariants using I and Q terms is complicated but useful refer-ence material for those wishing to calculate the parameters directly. It is not however the only way and matrix unitary transformations can also be used efficiently to compute the same parameters (the classical Huynen pa-rameters are the most difficult to obtain, the new asymmetric parameters are relatively easy).

Полный список уравнений для инвариантов, использующих члены I и Q является усложненным, но полезным справочным материалом для тех, кто пожелает вычислять параметры непосредственно. Однако это – не единственный путь, и матричные унитарные преобразования могут также эффективно использоваться, для вычисления тех же самых параметров (классические параметры Хойнена наиболее трудно получить, а новые асимметричные параметры - относительно легко).

<Перевод на английский язык опущен>

Я согласен с этим утверждением и думаю, что оно не требует каких-либо исправлений или добавлений в текст статьи.

Reference 4 please give the full citation as A H Serbest, S R Cloude (eds), Pitman Re-search Notes in Mathematics Vol. 361, Longman 1996, pp 257-275

Пожалуйста, дайте ссылку 4 в следующей редакции: A H Serbest, S R Cloude (eds), Pitman Research Notes in Mathematics Vol. 361, Longman 1996, pp 257-275

<Перевод на английский язык опущен>

Replay on Comments of Reviewer 2:

Ответы на замечания 2-го рецензента:

Comment 2.1

Замечание 2.1

However, there are many references in Russian and conference proceedings which are not easily available for most of readers. A suggestion is to change or add similar references.

Однако имеется много ссылок на русскую литературу и труды конференций, которые не так доступны для большинства читателей. Предложение состоит в том, чтобы заменить или добавить подобные ссылки.

<Перевод на английский язык опущен>

Comment 2.2

Замечание 2.2

Another suggestion is that it would be better to give a real example to show what they are in real polarimetric measurements or SAR imagery.

Другое предложение - было бы лучше дать реальный пример, чтобы показать, что они связаны с реальными поляриметрическими измерениями или изображениями SAR.

<Перевод на английский язык опущен>

Replay on Comments of Reviewer 3:

Ответы на замечания 3-го рецензента:

Comment 3.1

Замечание 3.1

The Huynen-Euler parameters are generally derived from the diagonalization of the Graves matrix defined as [G] = conj([S]).[S]. The eigenvectors of [G], which correspond to the XPOL Nulls polarization states, are then used to form a special unitary matrix that diagonalizes [S]. The Huynen-Euler parameters are then identified using the general formulation given in eq. (4). In this paper, the set of parameters is derived from a direct determination of the eigenvalues of [S]. Equations related to intermediate derivation steps should be moved to the appendix and repetitions should be avoided. The in-phase and quadrature components notations make equations significantly more complex. The use of scattering matrix elements would clarify the demonstration.

Вообще параметры Хойнена-Эйлера происходят в результате диагонализации матрицы Грейвса, определенной как [П] = conj ([S]). [S]. Собственные векторы [G], которые соответствуют поляризационным состояниям XPOL Nulls, затем используются для того, чтобы сформировать специальную унитарную матрицу, которая диагонализирует [S]. Затем параметры Хойнена-Эйлера определяются с использованием общей формулировки в выражении (4). В данной статье этот набор параметров выводится из прямого определения собственных чисел [S]. Уравнения, связанные с промежуточными шагами при выводе должны быть вынесены в приложение, при этом нужно избежать повторений. Обозначения синфазной и квадратурной компонент значительно усложняют уравнения. Использование элементов матрицы рассеяния прояснило бы это доказательство.

<Перевод на английский язык опущен>

Comment 3.2

Замечание 3.2

The authors may comment the eventual ap-plications of the theoretical developments presented in the paper. In a monostatic case, the skew-symmetric scattering matrix ele-ments were used to estimate and remove ad-ditive noise in SAR data, see Hajnsek et al., IEEE IGARSS 2001, Sidney Aus. In a bistatic case, the decomposition of an asym-metric matrix led to 9 target equations and to the definition of a specific target structure, see Germond et al. PIERS 98.

Авторы могут комментировать возможные приложения теоретических выводов, представленных в статье. В однопозиционном случае, элементы антисимметричной матрицы рассеяния использовались для оценки и удаления аддитивного шума в данных SAR, см. Hajnsek и др. (IEEE IGARSS 2001, Cидней, Австралия). В двухпозиционном случае разложение асимметричной матрицы приводило к 9 уравнениям цели и к определению определенной структуры цели, см. Germond и др. (PIERS-98).

<Перевод на английский язык опущен>

Comment 3.3

Замечание 3.3

<Перевод на английский язык опущен>

Я полностью согласен с данным утверждением рецензента. Вместе с тем, как показывает предыдущий опыт авторов в области радиолокационных измерений, говорить о той или иной степени информативности поляризационных параметров можно лишь только после проведения реальных измерений. При этом модельные эксперименты могут дать лишь начальную информацию к размышлению.