合成孔径雷达遥感原理与应用 ppt
合集下载
《合成孔径雷达》课件
总结词：气象观测中的重要手段
总结词：地质勘查中的重要工具详细描述：合成孔径雷达（SAR）在地质勘查中发挥着重要作用，能够观测地表和地下地质结构，提供高分辨率的地质数据，帮助地质学家更好地了解地质构造和资源分布。案例分析：合成孔径雷达在地质勘查中的应用案例包括矿产资源勘查、地震灾害评估、土地利用调查等。例如，在中国西部地区，科学家使用合成孔径雷达对矿产资源进行勘查，发现了大量的煤炭和石油资源。结论：合成孔径雷达在地质勘查中的应用具有重要意义，能够提高地质学家对地质构造和资源分布的了解和勘查准确性。
起源
随着技术的不断进步，合成孔径雷达在分辨率、速度、体积和重量等方面不断优化，应用领域也不断拓展。
发展历程
未来，合成孔径雷达将继续朝着更高分辨率、更小体积、更低成本的方向发展，同时与其他技术如人工智能、物联网等结合，拓展更多的应用场景。
未来展望
02
合成孔径雷达的应用
合成孔径雷达能够穿透云层和伪装，提供高分辨率的战场侦察图像，帮助指挥官了解敌情。
பைடு நூலகம்
气象研究
合成孔径雷达可以用于观测地球表面的地形、地貌、植被等信息，为地球科学研究提供数据支持。
地球观测
通过合成孔径雷达的高清图像，可以发现和识别古代遗址和文物，为考古研究提供新的手段。
遥感考古
03
合成孔径雷达系统组成
03
发射机的性能指标包括输出功率、效率、波形质量等，直接影响着合成孔径雷达的作用距离和分辨率。
THANKS
感谢观看
信号处理包括脉冲压缩、动目标检测、多普勒频率分析等技术，以提高雷达的分辨率、检测能力和抗干扰能力。
信号处理的性能指标包括处理精度、实时性、稳定性等，直接影响着合成孔径雷达的整体性能。
第十二章 合成孔径雷达
w' c
1
w
2w ' 2w ' 2w Ω= f0 = = cosψ c λ λ
26
多普勒频率的微分： 多普勒频率的微分： 的微分
δΩ =
2 w sinψ
λ
δψ
若以 δ 分辨率
表示多普勒频率的分辨率， 表示多普勒频率的分辨率，δψ 表示方位角 的分辨率 λ δψ = δΩ 2 w sinψ
13
日本陆地观测卫星和合成孔径雷达 ★ 日本陆地观测卫星和合成孔径雷达 (PALSAR)
ALOS主要参数 主要参数
发射时间： 发射时间：2006.1.24 太阳同步轨道 卫星高度： 卫星高度：691 km 轨道平面倾角： 轨道平面倾角：98.16° ° 轨道周期： 轨道周期：99 min 循环周期： 循环周期：46 days SAR： ： 微波波段： 微波波段：L (1.27 GHz) 极化方式： 极化方式：多极化
19
某一波 某一波源发出的声波频率为 f，波长为 λ； ， ； 声波传播速度 v
1 v f = = T λ
20
多普勒效应三种情况
1. 观察者静止，波源相对于 观察者静止， 媒质运动
波源以速度v 波源以速度 s接近观察者 v SS ' = vs × T = s 经过时间T（波周期）：
f
波源运动速度v 波源运动速度 s背离观察者 波长和频率分别为
12
成像模式提供的七种不同入射角的图像参数 成像模式提供的七种不同入射角的图像参数
成像 幅宽 公里） 位置代号 （公里） IS1 IS2 IS3 IS4 成像模式 IS5 IS6 IS7 105 105 82 88 64 70 56 与星下点的 距离 公里） （公里） 187 - 292 242 - 347 337 - 419 412 - 500 490 - 555 550 - 620 615 - 671 入射角范围 （度） 15.0 - 22.9 19.2 - 26.7 26.0 - 31.4 31.0 - 36.3 35.8 - 39.4 39.1 - 42.8 42.5 - 45.2
合成孔径雷达基础及应用
合成孔径雷达基础及应用合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用合成孔径技术实现地面高分辨率成像的遥感技术。
它利用雷达发射的微波信号与目标物体相互作用后的回波信号，通过接收多个不同位置上的回波信号并进行处理，从而合成一个相当于一个很长的天线的效果，从而获得高分辨率的地面图像。
合成孔径雷达的基本原理是，在雷达飞行器上安装一个小型并非实际物理长度的天线，在飞行器上行驶时进行多次连续的测量和记录回波信号。
然后，通过计算并结合这些独立测量结果，将这些分布在不同位置的测量数据结合起来，即可模拟达到一个理想长度甚至更长的天线，从而获得高分辨率的图像。
合成孔径雷达技术的应用非常广泛。
首先，它在地质勘探领域有着重要作用。
合成孔径雷达能够探测到地下油气储层，用于寻找石油和天然气资源。
其次，它在军事领域中也有着广泛应用。
合成孔径雷达能够实现地面目标的探测和识别，对于军事情报收集和军事侦察非常有价值。
再次，它在地貌测绘和环境监测方面也有重要意义。
合成孔径雷达可以高精度地获取地表信息，用于绘制地形图、检测地质灾害等。
此外，它还在大气科学、农业、气象等领域发挥了重要作用。
合成孔径雷达技术的发展也带来了许多挑战和难题。
首先，合成孔径雷达需要大量的计算和处理，对计算能力和算法要求较高。
同时，合成孔径雷达对于地表覆盖和地形的要求也比较严格，如果有大规模的遮挡物或者地表较为复杂，会对成像效果造成一定的影响。
此外，合成孔径雷达对气象条件的要求也比较高，气象因素如雨、雪、雾等会对信号传播和成像质量产生干扰。
在合成孔径雷达技术的进一步发展中，需要解决上述问题，并不断提高成像的分辨率和精度。
随着技术的不断进步，合成孔径雷达的应用领域将会更加广泛，成像效果将会更加精细。
此外，结合其他遥感技术如激光雷达技术，可更好地实现地理空间信息的综合利用。
总之，合成孔径雷达是一种利用合成孔径技术实现高分辨率成像的遥感技术，广泛应用于地质勘探、军事侦察、地貌测绘等领域。
合成孔径雷达(SAR)技术158页PPT
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外
合成孔径雷达(SAR)技术
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外
合成孔径雷达(SAR)技术
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
合成孔径雷达差分干涉测量 ppt课件
缺点：已知DEM与InSAR干涉图像的配准存 在很大 困难。
三种方法比较
三轨法
优点：无需知道外部DEM就可以得到地面位移引起 的相位差，特别是适用于缺少高精度DEM数据的 地区。与四轨法相比的优点是，由于几何参数相 同，故不需要考虑另外的匹配和重采样。
缺点：地形对需要相位解缠，其解缠精度的优劣直 接影响到后续的处理。
三种方法比较
四轨法
优点：弥补了三轨法有时不能生成DEM或者图像相 关性差的不足。
缺点：由于使用两个独立的干涉对（需要四景数 据），故数据选择受到限制。
差分干涉测量的原理
差分干涉测量的应用
目前D-InSAR的应用主要集中在地震 同震形变场的监测、火山形变的监测、冰 川运动的监测、地面沉降的监测等领域。
差分干涉测量的原理
如图所示，S．、S2和 S3分别为卫星三次对同一地 区成像的位置(即成像时雷达 天线的位置)。则经相位干涉 处理，由S。和S2可生成一 幅干涉图，s，和S 可生成 另一幅干涉图，利用这两幅 干涉图进行差分处理，即所 谓的差分雷达干涉测量。
差分干涉测量的原理
两轨法 其基本思想是利用已知的外部DEM
Radar，简称InSAR)是SAR的新发展，是最新发展起来的 一种空间对地观测技术。它是把合成孔径雷达产生的单视 复数图像中的相位提取出来，进行干涉处理而得到目标点 三维信息的一种新技术
差分干涉测量的原理
基本原理 合成孔径雷达干涉测量原理在很
多文献中已有详细介绍。现在将以星 载重复轨道为例简要介绍差分合成孔 径雷达干涉基本原理。
基于三种假设：
1. 只有形变对干涉图收到形变的影响； 2. 形变对于干涉图中形变不会影响有地面高程产生
的相位发生跳跃； 3. 地形对干涉图可以获得精确的DEM。
三种方法比较
三轨法
优点：无需知道外部DEM就可以得到地面位移引起 的相位差，特别是适用于缺少高精度DEM数据的 地区。与四轨法相比的优点是，由于几何参数相 同，故不需要考虑另外的匹配和重采样。
缺点：地形对需要相位解缠，其解缠精度的优劣直 接影响到后续的处理。
三种方法比较
四轨法
优点：弥补了三轨法有时不能生成DEM或者图像相 关性差的不足。
缺点：由于使用两个独立的干涉对（需要四景数 据），故数据选择受到限制。
差分干涉测量的原理
差分干涉测量的应用
目前D-InSAR的应用主要集中在地震 同震形变场的监测、火山形变的监测、冰 川运动的监测、地面沉降的监测等领域。
差分干涉测量的原理
如图所示，S．、S2和 S3分别为卫星三次对同一地 区成像的位置(即成像时雷达 天线的位置)。则经相位干涉 处理，由S。和S2可生成一 幅干涉图，s，和S 可生成 另一幅干涉图，利用这两幅 干涉图进行差分处理，即所 谓的差分雷达干涉测量。
差分干涉测量的原理
两轨法 其基本思想是利用已知的外部DEM
Radar，简称InSAR)是SAR的新发展，是最新发展起来的 一种空间对地观测技术。它是把合成孔径雷达产生的单视 复数图像中的相位提取出来，进行干涉处理而得到目标点 三维信息的一种新技术
差分干涉测量的原理
基本原理 合成孔径雷达干涉测量原理在很
多文献中已有详细介绍。现在将以星 载重复轨道为例简要介绍差分合成孔 径雷达干涉基本原理。
基于三种假设：
1. 只有形变对干涉图收到形变的影响； 2. 形变对于干涉图中形变不会影响有地面高程产生
的相位发生跳跃； 3. 地形对干涉图可以获得精确的DEM。
合成孔径雷达原理
合成孔径雷达原理合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用合成孔径技术获取地面目标信息的雷达系统。
合成孔径雷达通过利用雷达与飞行器（如卫星、飞机等）的运动合成一个大孔径，在距离上实现超分辨能力，从而实现对地面目标的高分辨率成像。
合成孔径雷达的工作原理如下：首先，发射器发射一束雷达波束，并接收目标反射回来的信号。
接收到的信号经过放大和混频等处理后，得到一连串雷达回波数据。
然后，这些回波数据被存储下来。
为了实现合成孔径雷达的高分辨率成像，需要通过飞行器的运动合成一个大孔径。
首先，飞行器沿着固定轨迹匀速飞行，在飞行的过程中，持续接收并记录目标的回波数据。
这些回波数据来自不同位置、不同时间上的目标反射。
在数据处理阶段，首先根据飞行器的速度和航向信息对回波数据进行校正，以消除因飞行器运动而引入的效应。
然后，将校正后的回波数据进行时域信号处理，如滤波、相位校正等。
接着，利用这些回波数据，进行合成孔径处理。
合成孔径处理的目标是将由不同位置和时间上的多个小孔径雷达所获取的回波数据合成为一个大孔径。
通常采用的方法是将这些回波数据叠加在一起，通过加权平均的方式获取高分辨率成像结果。
加权的原则是使得距离较远的目标点，其在不同位置和时间上的回波数据相位一致，从而进行叠加时能够增强目标特征。
最后，根据合成孔径雷达的系统参数和地面场景的需求，进行进一步的数据处理，如图像去噪、图像增强等操作，得到清晰的高分辨率合成孔径雷达图像。
总之，合成孔径雷达通过利用合成孔径技术，通过飞行器的运动合成一个大孔径，实现了对地面目标的高分辨率成像。
这种雷达系统在军事、航空、地质勘探等领域具有广泛的应用前景。
合成孔径雷达原理(SAR) 共37页PPT资料
归一化以后有： sr(t)ejtej4R0 ej2(x aR 0xp)2
这里， c f0
取实部后有： sr(t)cost4R02(xaR 0xp)2
这个信号的相位部分由三项组成： 12 3 1 ：原始发射信号的一次相位（线性相位）； 2 ：是随R0而变的相位项，但与时间无关。对同一
相位为 i t-Kat2
d dt
i
2Kat
0
2Kat (t)
驻定相位点的时刻tk为：
tk
2 Ka
tk
S()= a(t)ej(tKat2)dt
tk
表示驻定相位点tk附近的时刻。
把相位项 t- Ka t2在驻定相位点tk展成幂级数， 用 ( t ) 表示回波信号的相位 K a t 2 ，有
t
回波信号相位 （二次相位）
点目标p引起的Doppler有一个范围，以 t t 0为中
心向正负两方向变化。当 t t 0 时，天线位置正好
处在p点与航线的垂直斜距点 f d 0 ；在 t t 0
时刻以前，t t0 0 f d 0，其最大值发生在：
t
t0
Lvsa/2t0
合成孔径雷达原理
§1 合成孔径雷达原理 机载合成孔径雷达的几何关系如图所示：
x
θα
R0
θr Ls
W
θr h
W
x θα
Lmin R p R0 Lmax
飞机以速度va沿x方向匀速直线飞行，飞行高度为 h，机载雷达的天线以规定的俯角向航线正侧方 向地面发射无线电波。垂直波束角为θr，航向波 束角为θα，测绘带宽为W，最大合成孔径长度为： Lmax，最小合成孔径长度为： Lmin。被测目标为 一理想点目标p，p点与航线x的垂直斜距为R0。 取航线x和R0所构成的平面为坐标平面。
合成孔径雷达SAR课件
战场环境侦查
利用SAR系统的高分辨率特性 ，对敌方活动进行侦查，提供
详细情报。
目标识别与跟踪
通过SAR图像的纹理、形状等特征 提取，实现对敌方目标的识别与方导弹发射的早 期预警，引导己方导弹进行拦截。
SAR在环境监测领域的应用
大气环境监测
通过对SAR图像的分析，监测大 气污染源、污染物扩散等情况。
合成孔径雷达sar课件
目录
• SAR系统概述 • SAR成像算法 • SAR图像处理 • SAR系统性能评估 • SAR系统应用与发展趋势
01
SAR系统概述
SAR定义及特点
定义
SAR，全称合成孔径雷达，是一种雷达成像技术，利用飞行 器平台携带的雷达在空间中扫描，通过合成孔径技术对地面 目标进行成像。
反射信号
地面目标反射信号回到雷 达接收机。
数据处理
雷达接收机将反射信号进 行处理，生成图像。
02
SAR成像算法
距离-多普勒算法
线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号：用于产生具有大带宽的 信号，通过改变频率增量来实现目标距离和速度的测量。
成像处理步骤：收发雷达信号、信号接收、信号处理、图像生成等。
分辨率和速度分辨率
算法对目标和速度具有较高的分辨率和速度分辨率。
成像处理中的其他关键技术
成像处理中的数字波束形成（DBF）技术
通过对多个接收天线接收到的信号进行加权和相位调整，实现波束指向控制和目标信号增强。
成像处理中的动目标检测与跟踪技术
通过对回波信号进行频谱分析和目标跟踪，实现动目标的检测和跟踪。
成像处理中的杂波抑制技术
通过采用滤波器、空域滤波等技术，抑制杂波干扰，提高图像质量。
利用SAR系统的高分辨率特性 ，对敌方活动进行侦查，提供
详细情报。
目标识别与跟踪
通过SAR图像的纹理、形状等特征 提取，实现对敌方目标的识别与方导弹发射的早 期预警，引导己方导弹进行拦截。
SAR在环境监测领域的应用
大气环境监测
通过对SAR图像的分析，监测大 气污染源、污染物扩散等情况。
合成孔径雷达sar课件
目录
• SAR系统概述 • SAR成像算法 • SAR图像处理 • SAR系统性能评估 • SAR系统应用与发展趋势
01
SAR系统概述
SAR定义及特点
定义
SAR，全称合成孔径雷达，是一种雷达成像技术，利用飞行 器平台携带的雷达在空间中扫描，通过合成孔径技术对地面 目标进行成像。
反射信号
地面目标反射信号回到雷 达接收机。
数据处理
雷达接收机将反射信号进 行处理，生成图像。
02
SAR成像算法
距离-多普勒算法
线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号：用于产生具有大带宽的 信号，通过改变频率增量来实现目标距离和速度的测量。
成像处理步骤：收发雷达信号、信号接收、信号处理、图像生成等。
分辨率和速度分辨率
算法对目标和速度具有较高的分辨率和速度分辨率。
成像处理中的其他关键技术
成像处理中的数字波束形成（DBF）技术
通过对多个接收天线接收到的信号进行加权和相位调整，实现波束指向控制和目标信号增强。
成像处理中的动目标检测与跟踪技术
通过对回波信号进行频谱分析和目标跟踪，实现动目标的检测和跟踪。
成像处理中的杂波抑制技术
通过采用滤波器、空域滤波等技术，抑制杂波干扰，提高图像质量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
同一地区的光学图像（云的干扰严重）与SAR图像
辽宁工程技术大学
ห้องสมุดไป่ตู้ 机载SAR系统
辽宁工程技术大学
星载SAR系统
1978 Seasat L HH
1981, SIR-A L HH
1984, SIR-B L HH
2000, SRTM,InSAR 1994, SIR-C/X-SAR C Wide Swath 1990,Magellan L,C Qud Pol, X VV X narrow, Hi Res
D: 地距
Ground distance;
辽宁工程技术大学
有关术语（3）
A: 近射程
near range
B: 远射程
far range
辽宁工程技术大学
有关术语（4）
距离分辨率
在侧视方向的分辨率(在垂 直于航向方向的分辨力)
Pg=c× /2cosφ
脉冲持续期（脉冲宽度，
时间s)， φ俯角，c光速。
φ越大， Pg越大，分辨率越低 【距离越近，距离向分辨率越低】
理论上讲,斜距分辨率 等于脉冲宽度的一半
辽宁工程技术大学
有关术语（5）
距离分辨率 计算示例： 设俯角50,脉冲宽度0.1s
则距离分辨力 Pg = 0.5 c ／cos
Pg = 0.5 0.110-6(s) 2.998 108(m/s)/cos 50 = 0.5 0.1 2.998 / 0.642788 100 = 23.2m
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
波段名称 Ka K Ku X C S L P
常用雷达遥感波段表
波长（cm） 频率区间（GHz）
0.75-1.18
40.0-26.5
1.19-1.67
26.5-18.0
1.67-2.4
18.0-12.5
2.4-3.8
12.5-8.0
3.9-7.5
8.0-4.0
载天气探测雷达系统）
辽宁工程技术大学
雷达遥感波段
ERS及RADARSAT利用C波段，日本的JERS利用L波段。 C波段 可以用来对海洋及海冰进行成像，而L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。
较长的波长可以穿透的 更深，在冠层、树干及 土壤间发生多次散射。
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
合成孔径雷达原理方法与应用
辽宁工程技术大学
内容提要
1 合成孔径雷达（SAR）的基本概念 2 SAR的基本原理与方法 3 SAR的应用领域和优势 4 SAR的发展方向与研究热点
辽宁工程技术大学
1 合成孔径雷达（SAR）的基本概念
雷达(Radar) Radar– Radio Detection and Ranging 无线电 探测 和 测距
辽宁工程技术大学
有关术语（6）
SAR原始数据及其相应的SAR图像 （北京·颐和园·2009.9·RADARSAT-2）
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
SAR图像及其相应的光学影像 （北京·颐和园·2009.9·RADARSAT-2；2009.6·Quick Bird）
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
CCRS, Canada
1996
RADARSAT-1, C HH
2007,12
Radarsat-2,
C Q辽ud宁Po工l 程技术10大学
内容提要
1 合成孔径雷达（SAR）的基本概念 2 SAR的基本原理与方法 3 SAR的应用领域和优势 4 SAR的发展方向与研究热点
辽宁工程技术大学
2 SAR的基本原理与方法
合成孔径雷达分类：
条带式，Stripemap； 扫描式，ScanSAR； 聚束式，Spotlight Mode； 干涉式，Interferometry； 逆合成孔径，Inverse SAR； 斜视，Squint； 地面动目标指示，GMTI，Ground Moving Target Indicator.
侧视雷达 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 面上这一侧面的一个条带，然后接收在这一条带上 地物的反射波，从而形成一个图像带。随着飞行器 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。
雷达成像的基本条件：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 的回波也同时出现时间差，才有可能区分目标的不 同部位。
1991, ERS-1 C VV
1996, ERS-2 C VV
NASDA, Japan
1992 JERS-1 L HH
2002,ENVISAT ASAR C, Mutli-POL
2007,COSMO-SkyMed 2007, TerraSAR
2006 ALOS-PALSAR L, Multi Pol
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
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
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。
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（SAR）。
辽宁工程技术大学
有关术语（1）
A：飞行方向 B：天底
nadir
E：方位向
azimuth flight direction
D：距离向
look direction
C：扫描宽度
辽宁工程技术大学
有关术语（2）
A: 入射角
incidence angle;
B: 视角; C: 斜距
Slant distance;
7.5-15.0
4.0-2.0
15.0-30.0
2.0-1.0
30.0-100
1.0-0.3
辽宁工程技术大学
雷达遥感波段
地球资源应用中的常用波段：X，C，L 波长增加，穿透能力增加。 在晴朗天气状况下，大气对于波长小于30mm
的微波略有衰减。随波长减小，衰减增大。 波长小于10mm时，暴雨呈现强反射（用于机
辽宁工程技术大学
侧视雷达工作原理
电磁波在空间中的 传播速度c是一定的, 当雷达在时间t1发 射出一个窄脉冲,被 目标反射后,在时间 t2返回, 则目标地物 的距离为:
(t2-t1)×c/2
辽宁工程技术大学
侧视雷达工作原理
发一个脉冲,陆续 收到一连串回射, 而且回射的特性 随地物不同而异
飞行方向
脉冲宽度
辽宁工程技术大学
ห้องสมุดไป่ตู้ 机载SAR系统
辽宁工程技术大学
星载SAR系统
1978 Seasat L HH
1981, SIR-A L HH
1984, SIR-B L HH
2000, SRTM,InSAR 1994, SIR-C/X-SAR C Wide Swath 1990,Magellan L,C Qud Pol, X VV X narrow, Hi Res
D: 地距
Ground distance;
辽宁工程技术大学
有关术语（3）
A: 近射程
near range
B: 远射程
far range
辽宁工程技术大学
有关术语（4）
距离分辨率
在侧视方向的分辨率(在垂 直于航向方向的分辨力)
Pg=c× /2cosφ
脉冲持续期（脉冲宽度，
时间s)， φ俯角，c光速。
φ越大， Pg越大，分辨率越低 【距离越近，距离向分辨率越低】
理论上讲,斜距分辨率 等于脉冲宽度的一半
辽宁工程技术大学
有关术语（5）
距离分辨率 计算示例： 设俯角50,脉冲宽度0.1s
则距离分辨力 Pg = 0.5 c ／cos
Pg = 0.5 0.110-6(s) 2.998 108(m/s)/cos 50 = 0.5 0.1 2.998 / 0.642788 100 = 23.2m
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
波段名称 Ka K Ku X C S L P
常用雷达遥感波段表
波长（cm） 频率区间（GHz）
0.75-1.18
40.0-26.5
1.19-1.67
26.5-18.0
1.67-2.4
18.0-12.5
2.4-3.8
12.5-8.0
3.9-7.5
8.0-4.0
载天气探测雷达系统）
辽宁工程技术大学
雷达遥感波段
ERS及RADARSAT利用C波段，日本的JERS利用L波段。 C波段 可以用来对海洋及海冰进行成像，而L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。
较长的波长可以穿透的 更深，在冠层、树干及 土壤间发生多次散射。
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
合成孔径雷达原理方法与应用
辽宁工程技术大学
内容提要
1 合成孔径雷达（SAR）的基本概念 2 SAR的基本原理与方法 3 SAR的应用领域和优势 4 SAR的发展方向与研究热点
辽宁工程技术大学
1 合成孔径雷达（SAR）的基本概念
雷达(Radar) Radar– Radio Detection and Ranging 无线电 探测 和 测距
辽宁工程技术大学
有关术语（6）
SAR原始数据及其相应的SAR图像 （北京·颐和园·2009.9·RADARSAT-2）
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
SAR图像及其相应的光学影像 （北京·颐和园·2009.9·RADARSAT-2；2009.6·Quick Bird）
辽宁工程技术大学
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
CCRS, Canada
1996
RADARSAT-1, C HH
2007,12
Radarsat-2,
C Q辽ud宁Po工l 程技术10大学
内容提要
1 合成孔径雷达（SAR）的基本概念 2 SAR的基本原理与方法 3 SAR的应用领域和优势 4 SAR的发展方向与研究热点
辽宁工程技术大学
2 SAR的基本原理与方法
合成孔径雷达分类：
条带式，Stripemap； 扫描式，ScanSAR； 聚束式，Spotlight Mode； 干涉式，Interferometry； 逆合成孔径，Inverse SAR； 斜视，Squint； 地面动目标指示，GMTI，Ground Moving Target Indicator.
侧视雷达 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 面上这一侧面的一个条带，然后接收在这一条带上 地物的反射波，从而形成一个图像带。随着飞行器 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。
雷达成像的基本条件：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 的回波也同时出现时间差，才有可能区分目标的不 同部位。
1991, ERS-1 C VV
1996, ERS-2 C VV
NASDA, Japan
1992 JERS-1 L HH
2002,ENVISAT ASAR C, Mutli-POL
2007,COSMO-SkyMed 2007, TerraSAR
2006 ALOS-PALSAR L, Multi Pol
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
合成孔径雷达（SAR）的基本概念
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。
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（SAR）。
辽宁工程技术大学
有关术语（1）
A：飞行方向 B：天底
nadir
E：方位向
azimuth flight direction
D：距离向
look direction
C：扫描宽度
辽宁工程技术大学
有关术语（2）
A: 入射角
incidence angle;
B: 视角; C: 斜距
Slant distance;
7.5-15.0
4.0-2.0
15.0-30.0
2.0-1.0
30.0-100
1.0-0.3
辽宁工程技术大学
雷达遥感波段
地球资源应用中的常用波段：X，C，L 波长增加，穿透能力增加。 在晴朗天气状况下，大气对于波长小于30mm
的微波略有衰减。随波长减小，衰减增大。 波长小于10mm时，暴雨呈现强反射（用于机
辽宁工程技术大学
侧视雷达工作原理
电磁波在空间中的 传播速度c是一定的, 当雷达在时间t1发 射出一个窄脉冲,被 目标反射后,在时间 t2返回, 则目标地物 的距离为:
(t2-t1)×c/2
辽宁工程技术大学
侧视雷达工作原理
发一个脉冲,陆续 收到一连串回射, 而且回射的特性 随地物不同而异
飞行方向
脉冲宽度