雷达成像原理 数据处理
合成孔径雷达概述(SAR)
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
凸透镜成像规律练习题全
“靠近”，则对光线起会 ）平行于主光轴的光线，经折射后过透镜焦点。
像清晰 五. 凸透镜成像规律：说明几点： ① 焦点是凸透镜成实像和虚像的分界点，时不成像，成实像，成虚像。 f u =f u >f u <② 二倍焦距处是像大小的分界点，时，成等大实像，时，成缩小的实像， f u 2=f u 2>时，成放大实像或放大虚像。 ③ 成实像特点：成实像时，物、像在镜的两侧 f u 2<且倒立，同时，，像变小，，像变大，物像移动方向一致。 ④ 成虚 ↑u ↓v ↑↓v u 像的特点：成虚像时，物、像在镜同侧，且正立、放大，同时，，像变大， ↑↑v u 像变小，像物移动方向也一致。 ↓↓v u ⑤ 成实像时，物、像距离最小值为4倍焦距（即）。 f 4口诀：一焦分虚实，分正倒；二焦分大小；物近（与焦点的距离）像远大，物远（与焦点 的距离）像近小；实像异侧倒，虚像同侧正；像距大（于物距）像放大，像距小（于物距） 像缩小。 例7: 将一支点燃的蜡烛放在一个凸透镜前30cm 处，在透镜另一侧的光屏上得到清晰等 大的像。若把蜡烛从原来的位置向此透镜方向移动20cm ，则此时蜡烛经该透镜所成的像是 （ ） A ．放大的虚像 B ．等大的虚像 C ．缩小 的实像 D ．缩小的虚像 例8、关于实像和虚像，下列说法正确的是： ( ) A 、实像能用光屏承接，虚像也能用光屏承接 B 、实像是光的折射形成的，虚像是光的反射形成的 C 、实像是实际光线会聚而成的，虚像是光线反向延长线会聚而成的 D 、实像是实 际存在的像，虚像是实际不存在的像，是人的幻觉形成的 六、对凸透镜成像规律的科学探究题 例9： 在做“探究凸透镜成像”的实验中： （1）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm 处，屏上呈现出最 小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是__________cm ； （2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图7所示，若要使烛焰成像在 光屏中心，只调节光屏，应将光屏向__________（填“上”、“下”）调节； （3）若将烛焰移至距凸透镜15cm 处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立、_______清晰 的实像，_______就是应用这一原理制成的（填“照相机”、 “幻灯机”或“放大镜”）。 巩固练习： 1.如图8所示，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射 向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会（ ） A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定 2.一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中正确的是（ ）A.一定是平行光束 B.一定是会聚光束 C.折射光束比原来的光束会聚一些 D.一定是发散光束
雷达成像技术(保铮word版)第四章 合成孔径雷达
第四章 合成孔径雷达 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，简称SAR ）是成像雷达中应用最 多，也是本书讨论的重点。在前几章对雷达如何获取高的距离分辨率和横向分辨 的基础上，从本章开始用三章的篇幅对合成孔径雷达作较详细的讨论。 首先，结合工程实际介绍合成孔径雷达的原理。在前面的讨论中已经提到， 根据不同的要求，成像算法（特别是横向成像算法）有许多种，本章只介绍最简 单的距离-多普勒算法的原理，目的是由此联系到对合成孔径雷达系统的要求以 及工程实现方面的问题。 合成孔径雷达通常以场景作为观测对象，它与一般雷达有较大不同，我们将 在本章讨论合成孔径雷达有别于一般雷达的一些技术性能和参数。 4.1 条带式合成孔径雷达成像算法的基本原理 4.1所示，设X 轴为场景的中心 线，Q 为线上的某一点目标，载机以 高度H 平行于中心线飞行，离中心线 的最近距离B R 为 B R = （4.1） 当载机位于A 点时，它与Q 点的斜距 为 R = （4.2） 式中t X 为点目标Q 的横坐标。 当分析中心线上各个点目标的回波状况及成像算法时，可以在包括场景中心 线（即X 轴）和载机航线的平面里进行。至于场景里中心线外的情况将在后面 说明，这里暂不讨论。 一般合成孔径雷达发射线性调频（LFM ）脉冲，由于载机运动使其到目标的 距离发生变化，任一点目标回波在慢时间域也近似为线性调频，而且包络时延也 几何示意图
随距离变化，即所谓距离徙动。合成孔径雷达成像算法的任务是从载机运动录取得到的快、慢时间域的回波数据，重建场景图像，它是二维匹配滤波问题。 严格考虑距离徙动的成像算法比较复杂，在实际应用中，一般均根据情况采用一些较简单的算法，这些将在第五章里系统介绍。在这里我们主要讨论分辨率较低，距离徙动影响可以忽略的最简单的情况，这时可采用简易的距离-多普勒基本算法。 所谓距离徙动的影响可以忽略不计是指雷达波束扫过某点目标的相干处理时间里，目标斜距变化引起的距离徙动值小于距离分辨单元长度的1/4~1/8，即场景中心线上所有点目标的回波（距离压缩后的）在慢时间域里均位于同一个距离单元。当然，因斜距改变引起的二次型相位变化还是需要考虑的，即系统的脉冲响应函数应考虑二次型相位。这种情况下的成像算法是比较简单的，可将回波信号先在快时间域作脉压匹配滤波，然后再对快时间域的每一个距离单元分别沿慢时间作方位压缩的匹配处理，于是得到场景的二维图像。在上面的图4.1中，我们提出只对中心线上的目标进行讨论，场景的二维图像当然包括场景里中心线以外的目标，这将在下一节里说明。 脉压匹配滤波可以在时域用回波数据与系统函数作卷积处理，也可以在频域作乘积处理，由于乘积的运算量小，同时时频域之间的傅里叶变换有FFT快速算法，频域计算用得更多。此外，由于场景有一定宽度，比发射脉冲宽度宽不少，而沿慢时间录取的数据长度一般也比波束扫过一个点目标的相干积累时间长得多，即时域信号长度比系统匹配函数长得多，这里应将信号分段处理后再加以拼接。 4.2合成孔径雷达回波的多普勒特性 信号有时域表示和频域表示，一般情况直接获取的是时域信号，通过傅里叶变换得到它的频谱。合成孔径雷达信号也是如此，快时间表示的发射信号是在时域生成，而慢时间回波则为载机运动过程中回波的变化序列。通过傅里叶变换，可以得到快时间频谱（距离谱）和慢时间频谱（多普勒谱或方位谱）。 合成孔径雷达信号有它的特殊性，它的回波为众多点目标回波的线性组合，而对一个点目标来说，其快、慢时间回波均为（或近似为）线性调频信号。对于
真实和合成孔径雷达
Real and Synthetic Aperture Radar
Real Aperture Radar (RAR) flight direction
azimuth Synthetic Aperture Radar (SAR) flight direction
azimuth
1
Spatial Resolution (1)
2
距离分辨率 与真实孔径雷达距离向分辨率相同。但由于真实孔径 机载雷达一般用短脉冲来实现距离向分辨率，而合成孔 径雷达通常用带宽（脉冲频率的变化范围）为B的线性调 频脉冲来实现作用距离向的良好分辨率。
δr =
1 c cτ = 2 2B
Spatial Resolution (2)
For Real Aperture Radar (Side-looking Radar)
razimuth ?
λR
l cτ 2 sin θ
rground ? range =
For Synthetic Aperture Radar (SAR)
razimuth ?
l 2 c 2 B sin θ
rground ?range =
3
Rr =
τc
2 cos γ
=
ground Range resolution
pulse length × speed of light 2 cos ( depression angle )
Range Resolution (2)
4
凸透镜成像规律经典练习题
凸透镜成像规律经典习题 1、把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm 处得到一个最小最亮的光斑．若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应( ) A ．大于10 cm B ．小于10cm C ．大于20cm D ．在10cm 和20cm 之间 2、一凸透镜的焦距是10cm ，将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm 处移到15cm 处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ） A ．像变大，像距变小 B ．像变大，像距变大 C ．像变小，像距变小 D ．像变小，像距变大 3、某物体放在凸透镜前30cm 处时，能在光屏上得到一个倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ） A 40cm B ．30cm C ．20cm D ．10cm 4、在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的（ ） 5、小明在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm 处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像．小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是（ ） A ．倒立放大的实像 B ．正立放大的虚像 C ．倒立缩小的实像 D ．倒立等大的实像 6、小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照，洗出的底片分别为右图中的甲和乙，则（ ） A.小红离小强的距离近 B ．小明和小红离小强的距离相同 C.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再减少镜头到底片的距离 D.小红要使底片上的像与小明的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离 7、下图为小红同学的脸庞外形和大小，通过凸透镜看她的脸庞时，不可能看见的像为下图的 （ ） 8、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm 处，则（ ） A.移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像 B ．移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像 C ．移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像 D ．不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像 9、一物体沿凸透镜的主光轴移动，当物距为30厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，当物体移至物距为15厘米时，它的像一定是：（ ） A 、放大实像； B 、缩小的实像； C 、放大的虚像； D 、缩小的虚像 10．某同学做“凸透镜成像规律”实验时，所给的有下面不同焦距的四块凸透镜，实验中，光屏移到离凸透镜16厘米处，得到烛焰倒立、放大的像，这块凸透镜的焦距可能是（ ） Ａ、f=4厘米； Ｂ、f=８厘米； Ｃ、f=12厘米； Ｄ、f=16厘米。 11．在研究凸透镜成像的实验中，经凸透镜成放大的实像，则物距u 应满足( ) A.u ＞2f; B.2f ＞u ＞f; C.u=2f ； D.u ＜f 12、在物体由远处向凸透镜焦点移近的过程中，像距与实像的变化情况是：( ) A.像距逐渐增大，像逐渐变大 B.像距逐渐增大，像逐渐变小 C.像距逐渐减小，像逐渐变大 D.像距逐渐减小，像逐渐变小
合成孔径雷达成像自聚焦算法的比较
合成孔径雷达成像自聚焦算法的比较 【摘要】本文简要地分析和比较两类合成孔径雷达自聚焦算法的特点，并通过多点目标自聚焦成像对其进行验证，表明结论可靠。 【关键词】自聚焦算法；多点目标；孔径雷达 0 引言 SAR自聚焦算法的任务是首先要对经过处理后的未补偿的SAR信号进行相位误差估计，然后消除其相位误差。SAR自聚焦算法就其本质而言是一个二维估计问题，在公式（2）中的相位误差既是空变的又是不可分离的乘性噪声的事实使问题变得极为棘手。影响成像的几何线性，分辨率、图像对比度和信噪比的主要因素取决于相位误差的性质和大小，基于处理孔径上相位误差形式，表1给出两大类相位误差及其每一类对SAR成像的一般影响。 表1 相位误差的分类 1 几种实用的自聚焦算法的比较 一般来说，自聚焦算法可以划分为两类：基于模式算法和非参数算法。基于模式的自聚焦算法估计相位误差的模式展开系数。低阶模自聚焦仅能估计二阶相位误差，而更复杂的方法还可以估计高阶多项式相位误差。子孔径相关法（MD）和多孔经相关法（MAM）是针对低频相位误差补偿提出的基模自聚焦算法的范例。基于模式算法虽然执行起来相对简单而且算法高效。不过只能相位误差被正确估计的情况下才能保证这样的优越性。 第二类自聚焦算法，即非参数自聚焦算法，典型的有相位梯度自聚焦算法，基于最小熵准则和最大对比度准则的自聚焦方法，这些方法都不需要相位误差的先验知识。特别地，相位梯度自聚焦算法几种改进的算法。其中特征向量法是在PGA框架下运用了极大似然算子取代了原始的相位差算子核，改进的相位梯度自聚焦算法的策略通过选择一组高质量的目标以提供非迭代的PGA解。另一种方法是运用加权最小二乘法以实现相位误差最小化的PGA。适用范围扩大，计算高效。 在一些SAR应用中，相位误差显著依赖位置，空变的自聚焦的常用的方法是将大场景分成更小的子图像，每个子图像的误差近似不变的，因此，传统的空间不变的自聚焦程序可以应用到每个子图像。当重新聚焦时，个别的子图像拼接或镶嵌在一起产生完整的场景图像聚焦图像。 2 性能评价标准 第一个测试是检查在方位域一维的点目标响应。聚焦质量质量指标包括3dB
合成孔径雷达
合成孔径雷达（SAR） 合成孔径雷达产生的过程 为了形成一幅真实的图像增加两个关键参数：分辨率、识别能力。 合成孔径打开了无限分辨能力的道路 相干成像特性：以幅度和相位的形式收集信号的能力 相干成像的特性可以用来进行孔径合成 民用卫星接收系统SEASA T、SIR-A、SIR-B 美国军用卫星(LACROSSE) 欧洲民用卫星（ERS系列） 合成孔径雷达(SAR)是利用雷达与目标的相对运动将较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大孔径的等效天线孔径的雷达。 特点：全天候、全天时、远距离、和高分辨率成像并且可以在不同频段不同极化下得到目标的高分辨率图像 SAR高分辨率成像的距离高分辨率和方位高分辨率 距离分辨率取决于信号带宽 方位高分辨率取决于载机与固定目标相对运动时产生的具有线性调频性质的多普勒信号带宽 相干斑噪声 机载合成孔径雷达是合成孔径雷达的一种 极化：当一个平面将空间划分为各向同性和半无限的两个均匀介质，我们就可以定义一个电磁波的入射平面，用波矢量K来表征：该平面包含矢量K以及划分这两种介质的平面法线垂直极化（V）：无线电波的振动方向是垂直方向与水平极化（H）：无线电波的振动方向是水平方向 TE波：电场E与入射面垂直
TH波：电场E属于入射平面 合成孔径雷达的应用 军事上、地质和矿物资源勘探、地形测绘和制图学、海洋应用、水资源、农业和林业 合成孔径雷达在军事领域的应用：战略应用、战术应用、特种应用。 SAR系统的几个发展趋势：多波段、多极化、多视角、多模式、多平台、高分辨率成像、实时成像。 SAR图像相干斑抑制的研究现状 分类：成像时进行多视处理、成像后进行滤波 多视处理就是对同一目标生成多幅独立的像，然后进行平均。 这是最早提出的相干斑噪声去除的方法，这种技术以牺牲空间分辨率为代价来获取对斑点的抑制 成像后的滤波技术成为SAR图像相干噪声抑制技术发展的主流 均值滤波、中值滤波、维纳滤波用来滤去相干斑噪声，这种滤波方法能够在一定程度上减小相干斑噪声的方差 合成孔径雷达理论概述 合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达，高分辨率包含两个方面的含义：方位向的高分辨率和距离向高分辨率。它通过采用合成孔径原理提高雷达的方位分辨率，并依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率 由于SAR雷达发射信号（距离向信号）和合成孔径信号（方位信号）均具有线性调频性质，SAR成像的实质就是通过匹配滤波器对距离向和方位向具有线性调频信号的信号进行二维脉冲压缩的过程，也就是依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率，通过合成孔径原理提高雷达的方位分辨率的过程 SAR成像处理是先利用距离向匹配滤波器，进行距离脉压，实现距离向高分辨率后，再通过方位向德匹配滤波，最终得到原始目标的高分辨图像。
新雷达标绘测试题
题卡1 1.本船雾中航行，航向060°，航速8kn，雷达观测他船数据如下： 时间T 方位B 距离R 1500 080°7.0 1508 080° 6.0 1516 080° 5.0 求：（1）他船的航向、航速？ （2）本船1516转向使他船从本船左舷3海里出通过，求本船的新航向？352°2.6kt /100° 2.本船雾中航行，航向030°,航速10kn，雷达观测数据如下： 时间T 方位B 距离R 1100 060°11.0 1106 060°9.0 1112 060°7.0 求：（1）他船的航向、航速？ （2）若本船于1115向右转向30°避让，求转向后的DCPA，TCPA？263°12.5 kt / 1.3nm 1132 180
270
题卡2 1.本船雾中航行，航向060°，航速8kn，雷达观测他船数据如下： 时间T 方位B 距离R 1500 080°7.0 1508 080° 6.0 1516 080° 5.0 求：（1）他船的航向、航速？ （2）本船1516转向使他船从本船左舷3海里出通过，求本船的新航向？ 2.本船雾中航行，航向120°，航速9kn，雷达观测数据如下： 时间T 方位B 距离R 1006 160°11.4 1012 160°10.2 1018 160°9.0 求：（1）他船的航向、航速？ （2）若本船于1028向右转向30°避让，求转向后的DCPA，TCPA？29°7.5kt / 2.1nmile 1055 270
题卡3 1.本船雾中航行，航向060°，航速8kn，雷达观测他船数据如下： 时间T 方位B 距离R 1500 080°7.0 1508 080° 6.0 1516 080° 5.0 求：（1）他船的航向、航速？ （2）本船1516转向使他船从本船左舷3海里出通过，求本船的新航向？ 2.本船雾中航行，航向185°，航速12kn，雷达观测数据如下： 时间T 方位B 距离R 0830 220°10.0 0836 219.5°8.5 0842 219°7.0 求：（1）他船的航向、航速？095°9kt /2.2nm /0904 （2）本船于0846时刻向右转向30°避让，求本船转向后与他船的DCPA? （3）若本船于他船保持DCPA＝2海里通过，何时可以恢复原航行？ 270 180
合成孔径雷达成像
合成孔径雷达第一次作业 姓名：xxx 学号：xxx 一题目： 1.LFM信号分析：（1）仿真LFM信号；（2）观察不同TBP的LFM信号的频谱。（3）观察不同过采样率下的DFT结果，注意频谱混叠情况。 2.脉冲压缩仿真：针对“基带LFM信号”:（1）实现无误差的脉冲压缩；（2）通过频域补0实现时域十倍以上的过采样率，得到光滑的时域波形，通过观察给出指标（IRW,PSLR）；（3）阅读资料，按照公式实现3阶（-20dB）,6阶（-40 dB）泰勒加权，观察加窗效果，分析指标（IRW,PSLR），并对比MATLAB TAYLORWIN 函数的一致性；（4）在3阶泰勒加权下实现15.30.45.60.90.135度QPE下的脉冲压缩，显示输出波形，观察记录QPE的影响。 3.一维距离向仿真:（1）输入参数：目标参数：RCS=1，分别位于10km,11km,11km+3m,11km+50m处。LFM信号参数：中心频率1.0GHz,脉冲宽度30us,带宽30MHz。 （2）输出：设计采样波门，仿真回波，完成脉冲压缩，检测各峰值位置，判断每个目标是否得以分辨，分析各出现在相应位置及幅度的原因。 二题目分析与解答： 1.问题分析：由基础知识知，决定LFM信号的主要参数有中心频率fc(此处仿真取fc=0)，带宽B，脉冲宽度Tp, 调频斜率K，其中K=B/Tp。对LFM信号进行傅里叶变换时，不同的时宽带宽积（TBP）会对频谱有不同的影响。 主要程序段(源程序见附件)： %参数设置 Tp=5e-6; B=10e6; K=B/Tp；Fs=2*B; Ts=1/Fs; N=Tp/Ts; TBP=Tp*B %波形产生 t=linspace(-Tp/2,Tp/2,N); St=exp(j*pi*K*t.^2); Phase=pi*K*t.^2; Fre=2*pi*K*t; f=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); figure(2) plot(f*1e-6,fftshift(abs(fft(St))),'k'); xlabel('Frequency/MHz'); ylabel('Magnitude'); title('Frequence Response'); legend('TBP=50') fft_St=fftshift(abs(fft(St)));
雷达标绘练习题
《雷达标绘》练习题 本内容适用船舶驾驶人员参加二小证培训之用，内容包括：真运动作图、相对运动单次避让作图、相对运动多目标避让作图、相对运动多次避让作图四部分。 作图精度要求：航向方位误差在±3°之内 速度误差在±1节之内 距离误差在±0.′3之内 时间误差在±3m之内 一、真运动作图 1、本船雾航，航向120°，航速15节，雷达测得回波数据如下： 时间真方位距离 1154 220° 10′ 1200 219° 8′.8 1206 217° 7′.9 试作真运动图，求: (1)来船的航向和航速。 (2)10分钟后，来船的距离和方位。 2、本船雾航，航向350°，航速20节，雷达测得回波数据如下： 时间真方位距离 0610 275° 8′ 0616 271.5° 6′.8 0622 268° 5′.7 试作真运动图，求: （1）来船的航向和航速。 （2）本船0622右转30°，求来船0628的方位、距离。 3、本船雾航，航向210°，航速15节，雷达测得回波数据如下： 时间真方位距离 0800 270° 7′ 0806 271° 6′.2 0812 272° 5′.4 试作真运动图，求: （1）来船的航向和航速。 （2）0818本船减速到5节（不计冲程），求0828来船的方位、距离 4、本船雾航，航向010°，航速20节，雷达测得回波数据如下： 时间真方位距离 0610 060° 9′ 0616 060° 8′ 0622 060° 7′ 试作真运动图，求: （1）来船的航向和航速。 （2）本船0625右转40°，并测得来船真方位060°，距离6′，0631测得来船真方位
合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真(附件带代码程序)
合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真(附件带代码程序) 合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真 一． SAR原理简介 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率，利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率，从而获得大面积高分辨率雷达图像。SAR回波信号经距离向脉冲压缩后，雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：，式中表示雷达的距离分辨率，表示雷达发射信号带宽，表示光速。同样，SAR回波信号经方位向合成孔径后，雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定：，式中表示雷达的方位分辨率，表示雷达方位向多谱勒带宽，表示方位向SAR平台速度。 二． SAR的成像模式和空间几何关系 根据SAR波束照射的方式，SAR的典型成像模式有Stripmap(条带式)，Spotlight(聚束式)和Scan(扫描模式)，如图2.1。条带式成像是最早研究的成像模式，也是低分辨率成像最简单最有效的方式；聚束式成像是在一次飞行中，通过不同的视角对同一区域成像，因而能获得较高的分辨率；扫描模式成像较少使用，它的信号处理最复杂。 图2.1：SAR典型的成像模式 这里分析SAR点目标回波时，只讨论正侧式Stripmap SAR，正侧式表示SAR波束中心和SAR平台运动方向垂直，如图2.2，选取直角坐标系XYZ为参考坐标系，XOY平面为地平面；SAR平台距地平面高h，沿X轴正向以速度V匀速飞行；P点为SAR平台的位置矢量，设其坐标为(x,y,z)；T点为目标的位置矢量，设其坐标为；由几何关系，目标与SAR平台的斜距为： (2.1) 由图可知：；令，其中为平台速度，s为慢时间变量（slow time），假设，其中表示SAR平台的x 坐标为的时刻；再令，表示目标与SAR的垂直斜距，重写2.1式为： (2.2) 就表示任意时刻时，目标与雷达的斜距。一般情况下，，于是2.2式可近似写为： (2.3) 可见，斜距是的函数，不同的目标，也不一样，但当目标距SAR较远时，在观测带内，可近似认为不变，即。
凸透镜成像规律练习题全
《凸透镜成像规律及其应用》专题训练 【知识要点与相应例题】 一、透镜 1、名词：薄透镜，主光轴，光心， 焦点（F ），焦距（f ）。 例 1、透镜上有一个点，从任何方向通过该点的光线都不会偏折，这个点叫做 ； 平行于主光轴的光线通过凸透镜之后会会聚于一点，这个点叫做 ，一个凸透镜 有 个这样的点； 叫做焦距。 2. 典型光路（如图1） 例2.如图2画出了光通 过透镜前后的方向，填 上适当类型的透镜. 3.凸透镜对光线有 __________作用，所以 又叫做__________透 镜；凹透镜对光线有__________作用，所以又叫 做________透镜. 4、判断透镜对光线的作用，应当用折射光线与 入射光线比较，若相“靠近”，则对光线起会聚 作用；若相“远离”，则对光线起发散作用。（如图3） 二．凸透镜的三条特殊光线：（如图4） （1）过透镜光心的光线，折射后，方向不变。 （2）平行于主光轴的光线，经折射后过透镜焦点。 （3）过透镜焦点的光线，经折射后平行主光轴。 例3： 请在图5中两幅图上分别做出入射光线、出射光 线。 三．透镜的应用：照相机，投影仪，放大镜，显微镜，望远镜。 例4．照相机的镜头相当于一个________镜，胶卷相当于 ________．若镜头的焦距为cm 5 f ，则相机中的胶卷应放在_______cm 与_______cm 之 间的位置． 例5、显微镜的两端各有一组透镜，每组透镜都相当于一个 ，靠近眼睛的叫 做 ，靠近被观察物体的叫做 ；某次实验时使用的两组透镜上分别标有 “×5”和“×20”的字样，则此时显微镜的放大倍数为 倍。 四、眼睛和眼镜 1、成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩 小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个 信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。 2、近视及远视的矫正:近视眼要戴凹透镜,远视眼要戴凸透镜. 例6： 把图6中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作是视网膜。 给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的 像。若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和 透镜位置不变的条件下，应将光屏（ ） A ．保持在原来位置 B ．靠近透镜 C ．远离透镜 D ．无论怎样移动光屏都不能使 像清晰
合成孔径雷达成像几何机理分析及处理方法研究
合成孔径雷达成像几何机理分析及处理方法研究合成孔径雷达作为二十世纪出现的尖端对地观测技术,由于它具有全天时、全天候的成像能力并能穿透一些地物,在土地覆盖制图、生态和农业、固体地球科学、水文、海冰等众多领域有着广泛的应用。随着未来更高分辨率、多极化、多波段、更优化的干涉测量设计的SAR系统的出现,合成孔径雷达遥感技术将会在更多的领域扮演更重要的角色。 合成孔径雷达遥感技术在我国有着极大的潜在应用市场,对于某些特殊问题的解决,例如西部困难地区的地形图测绘及南方阴雨地区地形图的快速更新,它甚至是唯一可行的解决之道。由于有关几何处理、辐射定标等基础问题没有很好地解决,影响了这一技术在我国的大规模应用及产业化进程。 本文致力于解决SAR影像的几何问题及与地形有关的辐射问题,对合成孔径雷达图像的几何特性作了系统深入的研究,以对构像方程的分析及推导为中心,研究并解决了包括地理编码、目标定位、影像模拟、利用控制点进行空间轨道精确重建、地形辐射影响的消除等一系列问题。为了加强对合成孔径雷达图像的理解,首先对合成孔径雷达成像的技术本质从数学上进行了简明阐述。 从信号处理的角度,分析了脉冲压缩的工作原理,解释了匹配滤波器的构造。分析了多普勒频率的特征及其作用。 从理论上推导了SAR距离向和方位向分辨率所能达到的极限值,并且指出了他们在实际中的限制。从系统的角度,分析了SAR距离向和方位向模糊度的限制。 构像方程是所有几何处理的基础。为推导了SAR构像方程,在定量分析了地球摄动力对卫星轨道影响的基础上,提出了一套改进的SAR轨道参数模型,与国外已有的模型相比,该模型更加简洁而且具有极高的精度。
(完整版)凸透镜成像规律知识点及习题
凸透镜成像规律五幅图 （1）当u>2f时，f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像 （2）当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像 （3）当f
（5）当u 探究凸透镜成像规律 一、单选题： 1、物体到凸透镜的距离为u=8cm时，在透镜中看到正立的像，当物体到透镜的距离为u=10cm时，在光屏上看到倒立的像，当物体到透镜的距离为下列各值时，对像的性质判断正确的是（） A．u=20cm时，成倒立缩小的像B．u=15cm时，成正立放大的像 C．u=9cm时，成倒立缩小的像D．u=5cm时，成倒立放大的像 2、物体到凸透镜距离为10cm时，成倒立放大的实像，当物体到该透镜的距离为18cm时，成倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距f的范围为（） A．10cm＜f＜18cm B．5cm＜f＜9cm C．9cm＜f＜10cm D．18cm＜f＜20cm 3、物体通过凸透镜可成（） A．正立、缩小的虚像B．正立、放大的虚像 C．倒立、放大的虚像D．正立、放大的实像 4、放幻灯时，幻灯片应放在（） A．透镜的焦点以内B．透镜的两倍焦距以外 C．透镜焦点以外的任一位置D．透镜两倍焦距以内，一倍焦距以外 5、某凸透镜的焦距为10cm，当物体沿主光轴从距离透镜30cm处向15cm处移动时，则（）A．像变大，像距变大B．像变小，像距变小 C．像先变小后变大，像距变大D．像先变小后变大，像距变小 二、填空题： 6、当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，像距________焦距，得到了________实像． 7、在“研究凸透镜成像”的实验中，为了使像成在光屏的中心，必须使 烛焰、透镜、光屏的中心大致在___________．实验中，物体距离凸透 镜24cm，在光屏上得到一个放大的像，此凸透镜焦距的范围是_________． 9、物体从焦点处向2倍焦距以外沿主轴移动，在这个过程中，物体的像距如何变化？________；像的大小如何变化？________；像的虚实如何变化？________． 10、当物体离凸透镜的距离________2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这是________的工作原理；当物体离凸透镜的距离在________之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，这是________的工作原理；当物体离凸透镜的距离________时，凸透镜成正立的、放大的虚像，这是________的工作原理． 三、作图题： 11、把蜡烛放在离凸透镜远大于2倍焦距的地方，在光屏上出现了明亮、清晰的烛焰的像，如图所示，请完成光路图． 12、下图是凸透镜成像规律的示意图，图中A、B、C表示同一物体放在三个不同的位置，请通过画图大致表示出像的位置和像的性质． 合成孔径雷达干涉测量（InSAR）简述 摘要：本文主要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术的发展简史、基本原理、及其3种基本模式，并且对其数据处理的基本步骤进行了概述。最后，还讲述合成孔径雷达干涉测量的主要应用，并对其未来发展进行了展望。 关键字：合成孔径雷达合成孔径雷达干涉测量微波遥感影像 1.发展简史 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术，近20年来获得了巨大的发展，现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比，SAR 具有许多优越性，它属于微波遥感的范畴，可以穿透云层和甚至在一定程度上穿透雨区，而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点，使其具有全天候、全天时的观测能力，这是其它任何遥感手段所不能比拟的；微波遥感还能在一定程度上穿透植被，可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。随着SAR 遥感技术的不断发展与完善，它已经被成功应用于地质、水文、海洋、测绘、环境监测、农业、林业、气象、军事等领域。 L. C. Graham 于1974 年最先提出了合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）三维成像的概念，并用于金星测量和月球观察。后来Zebker、G. Fornaro及A. Pepe 等做出了进一步的研究,以解决InSAR 处理系统中有关基线估计、SAR 图像配准、相位解缠及DEM 生成等方面的问题。自1991 年7 月欧空局发射载有C 波段SAR 的卫星ERS- 1 以来，极大地促进了有关星载SAR 的InSAR 技术研究与应用。由于有了优质易得的InSAR 数据源，大批欧洲研究者加入到这个领域，亚洲（主要是日本）的一些研究者也开展了这方面的研究。日本于1992 年2 月发射了JERS- 1，加拿大于1995 年初发射了RADARSAT，特别是1995 年ERS- 2 发射后，ERS- 1 和ERS- 2 的串联运行极大地扩展了利用星载SAR 干涉的机会，为InSAR 技术的研究提供了数据保证。目前用于InSAR 技术研究的数据来源主要有:ERS- 1/2、SIR- C/X SAR、RADARSAT、JERS- 1、TOPSAR 和SEASAT 等。 1979年9月，我国自行研制的第一台合成孔径雷达原理样机在实验室完成，并在试飞中获得我国第一批SAR影像。1989年起国家科委设立了“合成孔径雷达遥感应用实验研究项目”，拉开了大规模雷达遥感研究的帷幕。目前国内外许多部门和科研机构正积极从事着InSAR 技术机理及其应用的研究，已经取得了许多成果，InSAR 技术的前景日益看好。 2.InSAR的基本原理 InSAR 技术是一门根据复雷达图像的相位数据来提取地面目标三维空间信息的技术。其基本思想是：利用两副天线同时成像或一副天线相隔一定时间重复成像，获取同一区域的复雷达图像对，由于两副天线与地面某一目标之间的距离 课程简介 Introduction 中国科学院电子学研究所 微波成像技术重点实验室 合成孔径雷达技术概论2015秋北京课程概况 课程名称：合成孔径雷达技术概论 S ynthetic A perture R adar Techniques 课程编号：101M5012H 课程属性：专业基础课 预修课程：数字信号处理、信号与系统、雷达原理学时学分：50/3 教学目的和要求： 本课程为信号与信息处理专业和遥感信息工程专业研究生的专业基础课，重点论述SAR信号处理基础、成像处理算法及其实现，为从事后续相关研究工作奠定基础。 合成孔径雷达技术概论2015秋北京课程概况 课程特点： * 授课形式： 课程讲授与课堂演示、课堂练习（数据处理的matlab演示与练习）相结合。 自带笔记本电脑，预装Matlab * 课后阅读：参考书目、研究文献 * 研究课题及研究报告：课后研究 授课内容： SAR基础理论及其信号处理基础 典型成像处理算法 多普勒参数估计 星地几何关系和SAR系统级几何定位 先进合成孔径雷达系统 合成孔径雷达技术概论2015秋北京课程概况 任课教师： * 洪文研究员、博导 * 林赟助理研究员、博士 * 刘佳音副研究员、博士 教学内容与安排：每周三下午/教1-406 第一讲合成孔径雷达成像基本原理 授课内容：概述雷达基础、合成孔径的概念、SAR信号特征、SAR的典型成像算法等 合成孔径雷达技术概论2015秋北京 课程概况 教学内容与安排： 第二讲信号处理基础(一) 授课内容：卷积、傅里叶变换、升采样、卷积的DFT Matlab演示与练习 第三讲信号处理基础(二) 授课内容：信号采样与插值 Matlab演示与练习 凸透镜成像规律五幅图（1）当 u>2f 时， f ＜v＜2f ，成倒立、缩小的实像（2）当 u=2f 时， v=2f，成倒立、等大的实像（3）当 f （5）当 u 探究凸透镜成像规律 一、单选题： 1、物体到凸透镜的距离为 u=8cm 时，在透镜中看到正立的像，当物体到透镜的距离为 u=10cm 时，在光屏上看到倒立的像，当物体到透镜的距离为下列各值时，对像的性质判断 正确的是（） A． u=20cm 时，成倒立缩小的像B． u=15cm 时，成正立放大的像 C． u=9cm 时，成倒立缩小的像D． u=5cm 时，成倒立放大的像 2、物体到凸透镜距离为10cm 时，成倒立放大的实像，当物体到该透镜的距离为18cm 时，成倒立缩小的实像，则该凸透镜的焦距 f 的范围为（） A．10cm＜ f＜ 18cm B． 5cm＜ f ＜ 9cm C．9cm ＜f＜ 10cm D． 18cm＜ f＜ 20cm 3、物体通过凸透镜可成（） A．正立、缩小的虚像B．正立、放大的虚像 C．倒立、放大的虚像D．正立、放大的实像 4、放幻灯时，幻灯片应放在（） A．透镜的焦点以内B．透镜的两倍焦距以外 C．透镜焦点以外的任一位置D．透镜两倍焦距以内，一倍焦距以外 5、某凸透镜的焦距为10cm，当物体沿主光轴从距离透镜30cm 处向 15cm 处移动时，则（）A．像变大，像距变大B．像变小，像距变小 C．像先变小后变大，像距变大D．像先变小后变大，像距变小 二、填空题： 6、当物距在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间时，像距________焦距，得到了________实像． 7、在“研究凸透镜成像”的实验中，为了使像成在光屏的中心，必须使 烛焰、透镜、光屏的中心大致在___________．实验中，物体距离凸透 镜 24cm，在光屏上得到一个放大的像，此凸透镜焦距的范围是_________． 9、物体从焦点处向 2 倍焦距以外沿主轴移动，在这个过程中，物体的像距如何变化？ ________；像的大小如何变化？________；像的虚实如何变化？________． 10、当物体离凸透镜的距离________2 倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，这是 ________ 的工作原理；当物体离凸透镜的距离在________之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，这是 ________的工作原理；当物体离凸透镜的距离________时，凸透镜成正立的、放大的虚像， 这是 ________的工作原理． 三、作图题： 11、把蜡烛放在离凸透镜远大于 2 倍焦距的地方，在光屏上出现了明亮、清晰的烛焰的 像，如图所示，请完成光路图． 12、下图是凸透镜成像规律的示意图，图中 A、B、C 表示同一物体放在三个不同的位置，请通 过画图大致表示出像的位置和像的性质．合成孔径雷达干涉测量概述
合成孔径雷达简介
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