1、辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学内容提要辽宁工程技术大学o 雷达(Radar)Radar Radio Detection and Ranging 无线电 探测 和 测距o 合成孔径雷达(SAR)SAR Synthetic Aperture Radar 合成 孔径 雷达辽宁工程技术大学o 雷达是主动遥感，一般工作在微波（射频）波段，雷达是主动遥感，一般工作在微波（射频）波段，可分为成像雷达和非成像雷达。可分为成像雷达和非成像雷达。o 成像雷达又可分为真实孔径雷达（成像雷达又可分为真实孔径雷达（RAR，SLAR，也叫机载侧视雷达）和合成孔径雷达（也叫机载侧视雷达）和合成孔径雷达（SAR）。）。o
2、合成孔径雷达分类：合成孔径雷达分类：条带式，条带式，Stripemap；扫描式，扫描式，ScanSAR；聚束式，聚束式，Spotlight Mode；干涉式，干涉式，Interferometry；逆合成孔径，逆合成孔径，Inverse SAR；斜视，斜视，Squint；地面动目标指示，地面动目标指示，GMTI，Ground Moving Target Indicator.辽宁工程技术大学Ka0.75-1.1840.0-26.5K1.19-1.6726.5-18.0Ku1.67-2.418.0-12.5X2.4-3.812.5-8.0C3.9-7.58.0-4.0S7.5-15.04.0-2.0
3、L15.0-30.02.0-1.0P30.0-1001.0-0.3常用雷达遥感波段表辽宁工程技术大学雷达遥感波段o 地球资源应用中的常用波段：地球资源应用中的常用波段：X X，C C，L Lo 波长增加，穿透能力增加。波长增加，穿透能力增加。o 在晴朗天气状况下，大气对于波长小于在晴朗天气状况下，大气对于波长小于30mm30mm的微波略有衰减。随波长减小，衰减增大。的微波略有衰减。随波长减小，衰减增大。o 波长小于波长小于10mm10mm时，暴雨呈现强反射（用于机时，暴雨呈现强反射（用于机载天气探测雷达系统）载天气探测雷达系统）辽宁工程技术大学雷达遥感波段ERSERS及及RADARSATRAD
4、ARSAT利用利用C C波段，日本的波段，日本的JERSJERS利用利用L L波段。波段。C C波段波段可以用来对海洋及海冰进行成像，而可以用来对海洋及海冰进行成像，而L L波段可以更深地穿透波段可以更深地穿透植被，所以在林业及植被研究中更有用。植被，所以在林业及植被研究中更有用。较长的波长可以穿透的较长的波长可以穿透的更深，在冠层、树干及更深，在冠层、树干及土壤间发生多次散射土壤间发生多次散射。辽宁工程技术大学SAR原始数据及其相应的原始数据及其相应的SAR图像图像（北京（北京颐和园颐和园2009.9RADARSAT-2）辽宁工程技术大学SAR图像及其相应的光学影像图像及其相应的光学影像（北
5、京（北京颐和园颐和园2009.9RADARSAT-2；2009.6 Quick Bird）辽宁工程技术大学同一地区的光学图像（云的干扰严重）与同一地区的光学图像（云的干扰严重）与SAR图像图像辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学1978 SeasatL HH1981,SIR-AL HH1984,SIR-BL HH1994,SIR-C/X-SARL,C Qud Pol,X VV2000,SRTM,InSARC Wide SwathX narrow,Hi Res1990,Magellan 1991,ERS-1C VV2002,ENVISAT ASARC,Mutli-POL1996,ERS-2C VV2
6、007,COSMO-SkyMed10CCRS,CanadaNASDA,Japan1992JERS-1L HH2007,12Radarsat-2,C Qud Pol1996RADARSAT-1,C HH2006ALOS-PALSARL,Multi Pol2007,TerraSAR星载SAR系统辽宁工程技术大学内容提要辽宁工程技术大学o 侧视雷达侧视雷达 侧视雷达是在飞机或卫星平台上由传感器向与侧视雷达是在飞机或卫星平台上由传感器向与飞行方向垂直的侧面，发射一个窄的波束，覆盖地飞行方向垂直的侧面，发射一个窄的波束，覆盖地面上这一侧面的一个条带，然后接收在这一条带上面上这一侧面的一个条带，然后接收在
7、这一条带上地物的反射波，从而形成一个图像带。随着飞行器地物的反射波，从而形成一个图像带。随着飞行器前进，不断地发射这种脉冲波束，又不断地接收回前进，不断地发射这种脉冲波束，又不断地接收回波，从而形成一幅一幅的雷达图像。波，从而形成一幅一幅的雷达图像。雷达成像的基本条件：雷达成像的基本条件：雷达发射的波束照在目标雷达发射的波束照在目标不同部位时，要有时间先后差异，这样从目标反射不同部位时，要有时间先后差异，这样从目标反射的回波也同时出现时间差，才有可能区分目标的不的回波也同时出现时间差，才有可能区分目标的不同部位。同部位。辽宁工程技术大学电磁波在空间中的电磁波在空间中的传播速度传播速度c是一定的
8、是一定的,当雷达在时间当雷达在时间t1发发射出一个窄脉冲射出一个窄脉冲,被被目标反射后目标反射后,在时间在时间t2返回返回,则目标地物则目标地物的距离为的距离为:辽宁工程技术大学脉冲宽度脉冲宽度发一个脉冲发一个脉冲,陆续陆续收到一连串回射收到一连串回射,而且回射的特性而且回射的特性随地物不同而异随地物不同而异飞行方向飞行方向辽宁工程技术大学A：飞行方向：飞行方向B：天底：天底 E：方位向：方位向 D：距离向：距离向 C：扫描宽度：扫描宽度辽宁工程技术大学A:入射角入射角 ;B:视角视角;C:斜距斜距 Slant distance;D:地距地距 Ground distance;辽宁工程技术大学A
9、:近射程近射程 near rangeB:远射程远射程 far range辽宁工程技术大学距离分辨率距离分辨率辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学提高距离分辨率和方位分辨率的方法：提高距离分辨率和方位分辨率的方法：辽宁工程技术大学o 合成孔径雷达合成孔径雷达 合成孔径雷达（合成孔径雷达（SARSAR），也是侧视雷达。），也是侧视雷达。辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 山体面向雷达山体面向雷达的一面在图像上的一面在图像上被压缩，这一部被压缩，这一部分往往表现为分往往表现为较较高亮度高亮度；坡底的收缩度坡底的
10、收缩度比坡顶大；山坡比坡顶大；山坡的坡度越大，收的坡度越大，收缩量越大。缩量越大。辽宁工程技术大学中等入射角，透视收缩明显。辽宁工程技术大学小入射角，叠掩明显。辽宁工程技术大学大入射角，阴影严重。辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学2234(4)trPGPR辽宁工程技术大学辐射校正斑点噪声抑制几何校正干涉处理辽宁工程技术大学o SAR校正的一个重要方面是辐射校正，也就是把SAR图像像元值与场景的雷达后向散射系统定量地关联起来。经过校正的SAR图像应当具有逐日逐帧的可重复性，具有图像帧内和各通道之间的稳定性，并且具有已知的、合理的精度。o 对SAR校准的要求：达到1dB的绝对精度，0.5dB的长期相
11、对校准精度和优于0.5dB的短期相对校准精度。o 对于极化SAR图像的校准要求是：极化通道在幅度上的失衡小于0.4dB，相位失衡小于10，通道之间的串扰小于-30dB。辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学空间域滤波频率域滤波均值滤波中值滤波Lee滤波滤波Frost滤波Kuan滤波高通滤波低通滤波辽宁工程技术大学o 光学近似模型的SAR几何精确纠正n 共线方程G.Konecny公式正射纠正 由数字摄影测量学界发展的基于雷达共线方程的方法。这种方法通常基于简化的雷达成像几何关系建立SAR共线方程。n 行中心投影公式正射纠正辽宁工程技术大学o 基于成像模型的SAR几何精确纠正nR-D模型正射纠正 由S
12、AR图像处理算法及系统开发领域专家提出的基于距离多普勒（RD）定位模型的方法，这种算法完成从SAR成像机理出发，和SAR的信号处理过程有机结合，已经成为通常SAR处理器都具备的标准SAR图像产品生产方法。n基于SAR模拟成像的正射纠正辽宁工程技术大学o 图像的几何粗校正n 地球自转、曲率、卫星姿态的校正n 斜距-地距改正n 利用地面控制点拟合变换公式近似进行简单校正o Doppler方程独立于卫星姿态并可以消除地球自转、曲率的影响o 斜地变换仅是视觉上的变换n SAR的斜距图像是时间上的等间隔采样n 地距图像是等距离间隔的采样辽宁工程技术大学斜地变换斜地变换列间隔列间隔7.9米米行间隔行间隔3
13、.9米米卫星卫星)2/(ssfcx)(sin2/(jfcxsgr辽宁工程技术大学斜地变换（续）斜地变换（续）重采样辽宁工程技术大学斜距图像地距图像辽宁工程技术大学.2021122001100020211220011000YaXYbXbYbXbbyYaXYaXaYaXaax辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学去平地效应去平地效应干涉纹图干涉纹图高精度配准高精度配准辅图像辅图像SLCSLC主图像主图像SLCSLC DEM相位解缠相位解缠地理编码地理编码辽宁工程技术大学内容提要辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学Landers地震监测（Science）辽宁工程技术大学InSAR进行滑坡监测辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学热带雨林监测辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学火山监测火山监测辽宁工程技术大学与光学遥感相比，SAR具有如下优势:n SAR的优势辽宁工程技术大学内容提要辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学 高分辨率带来工作模式的变化：辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学 高时间分辨率（多时相）：辽宁工程技术大学 运动目标检测：应用：辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学极化干涉SAR用于森林参数估计辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学
