无论是在军事方面还是民用方面,粗糙表面的电磁散射特性研究都具有显著的学术价值和广泛的应用前景,地物电磁散射和电磁逆散射研究在微波遥感中起着极为重要的作用。由于复杂环境背景干扰因素的存在,对实验测量结果精确度还是有一定的影响,因而后向散射统计建模研究就显得更加有需求,本文结合国内外已有模型和中国电波所实验数据,建立了一种后向散射工程统计模型。电磁散射理论方面介绍了粗糙面电磁散射的相关知识,然后介绍了小斜率近似方法和微扰法,接着介绍了分层粗糙面电磁散射,运用微扰法近似研究了分层微粗糙面的电磁散射,最后对单层粗糙面和分层粗糙面进行数值计算分析。实验测量方面介绍了典型地表后向散射测量的意义,接着具体介绍了测量系统的构架以及原理、实验的具体过程和参数设置,详细介绍了定标实验的意义和原理,定标实验分为暗室定标和室外定标,定标实验关乎外场后向电磁散射测量的精度,所以意义不言而喻。接着本章对各种地表测量地点和测量过程都进行了详细介绍,最后介绍了原始测量数据的处理方法、过程和处理结果,并且分析数据处理结果。针对不同地表运用不同电磁散射理论方法进行数值计算,并且利用中国电波所实测数据与其对比,结果得出两者的值在整体上吻合的很好,证明了理论方法的准确性和可行性。对于部分角度理论值与实验值相差比较大的情况,本章运用了电磁散射理论做出了相应分析。基于遗传算法和粒子群算法,对典型地表等效粗糙度和等效介电常数进行反演,应用两种方法分别对典型地表的等效粗糙度和等效介电常数进行反演,多次反演得出的参数与实验测量的参数数值很接近,进而证明了反演的正确性,并且将反演的参数代入理论公式进行计算,把结果与后向散射测量的实验结果进行对比分析,结果更加证明反演的实用性。结合国内外已有的后向散射经验模型、中国电波所与上海航天科技802实测数据以及数学优化方法,本文得到了一种典型地表后向散射统计模型,然后将本文模型拟合结果与Ulaby模型拟合结果和实验数据进行对比,结果发现本文模型适用于模拟大部分地表后向散射,并且精度相对比较高,具有很好的实用价值。