合成孔径雷达高度计
合成孔径雷达的作用
合成孔径雷达的作用
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种通过合成天线的运动以达到虚拟的长天线长度的雷达系统。
与传统雷达不同，SAR 具有很多独特的优势，其主要作用包括：
1. 高分辨率成像：
-SAR 可以提供高分辨率的地表成像。
通过运动合成孔径，可以获得与雷达波长相比大得多的有效孔径，从而实现对地物的高精度成像。
2. 独立于天气和光照条件：
-SAR 在观测时不受天气和光照的限制，可以在夜晚或云层下观测。
这使得它在不同环境下都能提供稳定的数据。
3. 地形高度测量：
-SAR 通过测量雷达波与地表之间的相位差，可以生成数字高程模型，从而实现对地形高度的准确测量。
4. 监测地表形变：
-SAR 可以监测地表的微小形变，例如地震引起的地表位移，为地质灾害的监测提供有力支持。
5. 地表类型分类：
-利用SAR 的极化信息，可以对地表类型进行分类，例如，识别植被、水体、建筑物等不同地物。
6. 海洋监测：
-SAR 在海洋监测方面有着广泛应用，可以检测海浪、潮汐、海洋表面风向和海冰等信息。
7. 环境监测：
-SAR 可以用于监测土地覆盖变化、森林健康状况、湿地变化等环境因素，为资源管理和环境保护提供数据支持。
8. 军事应用：
- SAR 在军事领域具有重要作用，可用于目标检测、场地勘察、地形分析等。
总体而言，合成孔径雷达是一种强大的遥感工具，其高分辨率、全天候性和独立于自然光的特性使得它在多个领域都有广泛的应用。
合成孔径高度计的距离校正
及 其 海 面 足 迹 示 意 图
图１ 一ｂ传 统 高 度计 海 面
回波 功率 信 号 示 意 图
但是 在 冰架 测 量 以 及海 冰 观 测方 面 ， 统 高度 传 计仍然 面 临 着 很 多 困难 。 主要 是 其 地 面 足 迹 过 大 （ 通常 是几 公里 ） 在 冰架边 缘 等粗糙 冰 面处 ， 往 出 ， 往
成果 ， 目前 测 距 精 度 最 好 的 雷 达 高 度 计 Ｊ ｓ ｎ１在 ａｏ －
１ 高 度 计 的 测 距原 理
雷 达 高度 计 是 非 常 重 要 的 一 种 海 洋 微 波 遥 感
器， 目前正被 广 泛应用 于海洋 动力 学测 量 ， 力 场测 重 量 和测绘 。传统 星载 雷达高 度计 的主要 技 术特 点是 采用单 天线 实孔径 底 视 观 测 方式 ， 冲有 限工 作 体 脉 制 ， 去斜压 缩技 术 ， 频 （ 全 单 Ｋｕ波段 ） 者 双 频 （ 或 Ｋｕ 和 Ｃ或者 Ｓ波段 ） 工作模 式 。这些 技术 特 点 自 １ ７ ９８ 年 Ｓ ａａ 卫 星高度 计发 射 运行 之 后 ， 乎被 所 有 的 ｅ ｓｔ 几
到本世 纪初 一直 进行着 把 合成孔 径 技术 引入 到雷达
对 平均 功率 回波进 行 参 数 估计 ， 可 以得 到 海 平 面 就
高度 的信 息 ， 同时还 可 以得 到海 面 浪高 以及 海 面 风
速 信息 。
传统 雷达 高度 计 在远海 测量 方面 取得 了重 大 的
收 稿 日期 ：Ｏ ７ ３ Ｏ ２ Ｏ 一Ｏ 一 ６
２ 波 高 ， ｓ平 均 的 情 况 下 的 仪 器 测 距 精 度 是 ｍ １
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合成孔径雷达在测绘中的方法与技巧介绍
合成孔径雷达在测绘中的方法与技巧介绍合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种利用雷达波束合成大孔径的高分辨率雷达系统，被广泛应用于测绘领域。
本文将介绍合成孔径雷达在测绘中的方法与技巧。
一、合成孔径雷达的原理与优势合成孔径雷达利用雷达系统在目标方向上进行前后多次观测，通过将多次观测结果叠加处理，可以得到高分辨率的成像结果。
相对于传统的雷达系统，合成孔径雷达有以下优势：1. 高分辨率：合成孔径雷达可以通过叠加多次观测结果来合成大孔径，从而获得高分辨率的成像结果。
这对于测绘领域的精确测量非常重要。
2. 具有独立距离与方位分辨率：合成孔径雷达通过对目标进行多次观测，可以获得独立的距离与方位分辨率。
这使得合成孔径雷达在地面表面和地形测绘中具有较好的测量效果。
3. 不受天气条件限制：由于雷达波在大气中的传播受到较小的干扰，合成孔径雷达在各种天气条件下都能稳定地进行测绘工作。
二、合成孔径雷达测绘中的方法1. 数据采集与处理：合成孔径雷达需要在空中获取雷达数据，并通过数据处理技术来提取出有用的信息。
数据采集方面，可以通过航空方式，搭载合成孔径雷达设备进行数据采集。
而数据处理方面，需要对采集到的雷达数据进行校正、滤波、配准等一系列操作，以便得到准确的测绘结果。
2. 地物分类与识别：合成孔径雷达可以提供高分辨率的雷达图像，通过对这些图像进行地物分类与识别，可以得到地面上不同地物的信息。
这对于土地利用、城市规划等方面有重要的应用价值。
3. 地貌测量与变形监测：合成孔径雷达在地貌测量与变形监测方面有很高的应用价值。
通过多次观测，可以获取地表地貌的精确信息，并对地表变形情况进行监测。
这对于地震灾害预警和地质灾害研究等方面具有重要意义。
三、合成孔径雷达测绘中的技巧1. 多孔径技术：多孔径技术是合成孔径雷达中常用的技巧之一。
通过使用不同大小的孔径，可以得到不同分辨率的测绘结果。
在实际应用中，根据不同的需求选择合适的孔径大小，可以充分发挥合成孔径雷达的优势。
干涉合成孔径雷达工作原理
干涉合成孔径雷达工作原理干涉合成孔径雷达 (InSAR) 是一种利用雷达技术进行地表观测的方法，它可以提供高分辨率和高精度的地表形变监测数据。
干涉合成孔径雷达是通过组合多幅雷达成像数据来实现对地表物体的三维形变监测的一种技术方法。
本文将从干涉合成孔径雷达的基本工作原理、数据处理途径和应用领域等方面进行详细阐述。
一、干涉合成孔径雷达的基本原理1. 雷达成像原理雷达成像是通过雷达系统向地面发射微波信号，然后接收并记录被地表和地下物体反射回来的电磁波信号，利用这些信号来获取地表的形貌、结构和运动等信息。
雷达成像的分辨率取决于发射的微波波长和天线的尺寸，而干涉合成孔径雷达利用了多个雷达成像数据进行合成，从而能够实现更高分辨率的地表监测。
2. 干涉合成孔径雷达原理干涉合成孔径雷达是通过将两次雷达成像的相位信息进行比较，从而获得地表的形变信息。
当两次成像的微波信号经过地面某一点时，如果该点发生了形变，其返回的信号相位也会发生变化。
通过对这种相位变化进行分析，可以获得地表的形变信息。
这里是关于相位信息的描述。
二、干涉合成孔径雷达数据处理方法1. 干涉图生成需要获取两幅雷达成像数据，并进行预处理，包括辐射校正、大气校正等。
然后，将这两幅成像数据进行配准，形成一幅干涉图。
干涉图中的每个像素点都对应着地表上某一点的相位信息，通过分析这些相位信息可以得到地表的形变信息。
2. 形变监测在获得干涉图之后，可以通过不同的方法来提取地表的形变信息。
一种常用的方法是通过相位解缠，将干涉图中的相位信息转换成地表高程信息，从而实现地表形变的监测。
通过这种方法，可以实现对地表形变的高精度监测。
三、干涉合成孔径雷达的应用领域1. 地质灾害监测利用干涉合成孔径雷达技术可以实现对地表形变的实时监测，对地质灾害如山体滑坡、地裂缝等进行监测和预警，为减灾和救灾工作提供重要参考。
2. 地壳形变研究干涉合成孔径雷达可以用来监测地壳形变，包括地震引起的地表形变、地壳运动等，为地震研究、地震危险性评估提供重要数据支持。
合成孔径雷达 应用场景
合成孔径雷达应用场景合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用运动平台（如卫星、飞机或舰船）上的雷达设备通过合成的方式获取高分辨率、高精度雷达图像的技术。
与传统雷达相比，SAR具有独特的特点和广泛的应用场景。
1. 军事侦察与情报收集合成孔径雷达在军事领域具有重要的应用，可以通过对地面目标进行高分辨率成像，获取具有丰富细节信息的图像。
这一技术可以用于军事侦察、目标识别和情报收集等领域，有助于提高作战能力、增强决策支持。
2. 地质勘探与资源调查合成孔径雷达可以在地表以下多米至数十米深度范围内，探测到地下的地质和水文构造的细微变化。
通过雷达反射信号的分析，可以获取地下岩层结构、水资源分布、地下油气藏等重要信息，是石油、地质和水文勘探的重要手段。
3. 气象灾害监测与预警合成孔径雷达可以获取大范围、高时空分辨率的天气图像，包括降雨型态、风速、降水量等信息。
通过对这些信息的分析，可以实现对气象灾害如台风、暴雨、洪水等的监测与预警，有助于减轻自然灾害对人类和财产的损失。
4. 海洋监测与资源调查合成孔径雷达可实现对海洋表面的测量，如海浪、海流、海洋表面高度等参数。
这些数据对于海洋环境监测、海上交通管理、渔业资源调查等具有重要意义。
同时，合成孔径雷达还可通过反射信号对海洋底质地形进行测量，帮助寻找潜艇、探测水下障碍物，是海洋领域的重要工具。
5. 土地利用与城市规划合成孔径雷达可以获取高分辨率、大范围的地表图像，包括土地利用类型、地表变化等信息。
这些数据对于土地利用规划、城市建设规划等有着重要作用。
同时，合成孔径雷达还可以获取建筑物的高程、形状等信息，为城市规划和建筑工程提供精准数据。
总之，合成孔径雷达作为一种高分辨率、高精度的雷达成像技术，具有广泛的应用场景。
在军事、地质、气象、海洋和城市等领域，合成孔径雷达都能够提供有价值的信息，对于提高工作效率、改善决策能力、减轻灾害风险等具有重要意义。
多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究
多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究摘要：合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）是一种通过合成大尺寸的孔径实现高分辨率成像的雷达系统。
随着空间技术的发展和对高精度地面测绘需求的增加，干涉合成孔径雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）成为一种重要的高程测量技术。
本文结合多发多收干涉合成孔径雷达（Multi-Baseline InSAR, MB-InSAR）技术，探讨了干涉测量的原理、关键技术以及在高程测量中的应用。
一、引言合成孔径雷达技术作为一种无依托地面控制点的高程测量方法，在地质灾害监测、数字地形模型生成等领域具有广阔的应用前景。
干涉合成孔径雷达技术，通过多次雷达观测，利用相干性检测原理计算相位差，从而实现高程信息的提取。
本文重点研究多发多收干涉合成孔径雷达技术在高程测量中的关键技术。
二、多发多收干涉合成孔径雷达原理多发多收干涉合成孔径雷达是指通过多颗雷达卫星的多角度观测，利用双差技术消除大气影响，获取高精度的相位差信息。
首先，将两次观测的干涉相位差计算成干涉图像；然后，利用干涉图像进行相位解缠，得到相位差；最后，通过相位差转换为高程信息。
三、多发多收干涉合成孔径雷达关键技术1. 预处理技术：预处理是多发多收干涉合成孔径雷达的关键步骤，包括去除噪声、平滑滤波、相干性检测等。
预处理的质量直接影响后续高程测量的精度和可靠性。
2. 干涉图像配准：干涉图像配准是多发多收干涉合成孔径雷达的核心技术之一。
多源雷达数据的配准对于提高干涉相位差计算的精度至关重要。
3. 相位解缠技术：相位解缠是多发多收干涉合成孔径雷达中的难点之一。
相位解缠技术包括利用全局模型、局部模型以及非正则化方法解决相位闭合问题。
4. 大气校正技术：大气因素是多发多收干涉合成孔径雷达高程测量中的重要误差来源。
合成孔径雷达仿真参数
合成孔径雷达仿真参数
合成孔径雷达（SAR）是一种通过合成天线孔径来产生高分辨率雷达成像的技术。
在进行SAR仿真时，需要考虑多种参数，包括以下几个方面：
1. 地物特征参数，地物的反射特性对SAR成像有着重要影响，包括地物的电磁特性、形状、方向等。
这些参数对于合成孔径雷达的仿真至关重要，因为它们直接影响着SAR成像的质量和分辨率。
2. 平台参数，包括飞行高度、速度、姿态稳定性等。
这些参数会影响到合成孔径雷达的观测角度和观测距离，进而影响成像的质量和分辨率。
3. 雷达参数，包括雷达频率、脉冲重复频率、极化方式等。
这些参数会直接影响到合成孔径雷达的成像性能，例如频率决定了分辨率，极化方式决定了反射特性。
4. 地形参数，地形对合成孔径雷达成像也有着重要的影响，包括地形的起伏、遮挡等。
在仿真中需要考虑地形对雷达信号的散射和反射情况。
5. 天气参数，大气条件对合成孔径雷达成像也有一定影响，例如大气湍流会导致信号的衰减和散射。
在仿真中需要考虑不同天气条件下的成像效果。
综上所述，合成孔径雷达的仿真参数涉及到地物特征、平台参数、雷达参数、地形参数和天气参数等多个方面，需要综合考虑这些参数对合成孔径雷达成像的影响，以获得准确的仿真结果。
微波遥感传感器
WindSat(Coriolis) 1.8 830 1025 2003.1
3.微波遥感检测
高光谱遥感监测
GIS检测
SSM/I(DMSP) 0.6 830 1400 1987.7
IKAR-P(Mir-Priroda) 0.7 400 680 1996.4
T
相关参数：
波段：C波段（C3.8-7.5cm 8000-4000mhz）
极化：VV（入射波和散射波均为垂直极化）
空间分辨率：30m
扫描振幅：100km
发射日期：1991.7
3）加拿大发射的 RADARSAT-1载有的合成孔径雷达（SAR）
相关参数：
波段：C波段（C3.8-7.5cm 8000-4000mhz）
极化：HH
空间分辨率：10m
扫描振幅：100-170km
发射日期：1995.11
4）俄国发射的Almaz-1 载有的合成孔径雷达（SAR）
相关参数：
波段：S波段（C3.8-7.5cm 8000-4000mhz）
极化：HH
空间分辨率：13m
扫描振幅：2x172km
1.主动微波传感器:
真实孔径雷达、合成孔径雷达、雷达高度计和微波散射计。
如：1）美国NASA发射了Seasat卫星载有四个微波传感器：测量海表地形的雷达高度计（ALT），测量海上风速和风向的Seasat-A卫星散射计（SASS），
测量海表信息、极地冰盖、海岸区域的合成孔径雷达（SAR），测量海表风速、海表温度、大气水汽、降雨、冰盖的多通道扫描微波辐射计（SMMR）。
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合成孔径雷达高度计文/ 许可
传统的雷达高度计在进行高度测量的时候采用脉冲有限方式进行高度测量，它利用了电磁波的频率和幅度信息,没有利用相位信息,其测高精度一般为2cm左右（4m有效波高）。
目前一种新型的合成孔径雷达高度计（SAR高度计）,除了利用了传统的电磁波幅度和相位信息以外,还利用了相位信息。
SAR高度计在相位信息的处理上，利用了沿航迹向的多谱勒信息，这一点与合成孔径成像雷达很相似，但又有所不同。
合成孔径成像雷达通过天线波束测视的方式获取二维图像（或通过干涉测量获得三维图象）；而SAR高度计通过天线波束指向天底点正视的方式，获得沿航迹向星下点一维的绝对高度信息。
由于SAR高度计将孔径合成的思想引入到传统高度计中来，其测高精度提高到1cm左右，SAR高度计标志着新一代卫星高度计技术的面世。
由于SAR高度计测高精度较之传统高度计提高了1倍，在海洋中尺度测量、海洋深度测量、高精度海洋重力场测量等方面将发挥重要作用。
欧洲计划中的Sentinel-3和Jason-CS卫星都将采用SAR 高度计的工作模式，中国目前也开展了SAR高度计的相关研究并将应用于未来的海洋卫星中。
在技术上SAR高度计采用了延时多谱勒补偿技术，沿航迹向的信号历史经过处理都对高度测量做出贡献，这样高度计利用了更多的辐射能量，而传统的雷达高度计主要利用了脉冲有限足迹内的能量进行高度测量。
SAR高度计的发射信号采用了大时带积的线性调频信号，该信号经过海
面的后向散射后产生的回波信号通过天线HY-2A星雷达高度计天线
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2013年11月号总第210期
高科技与产业化 . 月刊
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进入接收机，这时SAR 高度计将发射信号复制了一份在接收机内与回波信号进行混频，即去斜处理，完成了时间—频率的转换，再经过下变频后进行A/D 采集处理。
SAR 高度计将采集的A/D 信号存储在存储器内，在沿航迹维进行FFT 变换，然后进行距离延时校正。
在每个多谱勒频率单元内，距离向数据进行逆FFT 变换、滤波、多视处理后形成同一位置的多视数据，进而获
图1 SAR高度计与传统高度计性能比对
取SAR 高度计回波信号。
通过对回波信号的跟踪处理得到高度测量信息。
图1给出了SAR 高度计和传统高度计的测高精度比对结果。
从图中可以看出在4m 有效波高的前提下，SAR 高度计的测高精度达到了1cm，而传统高度计的测高精度在2cm 左右。
在有效波高和后向散射系数的测量方面，SAR 高度计的测量精度也比传统高度计有显著的提升。
干涉式微波辐射计与静止轨道微波
文 / 吴季 刘浩
微波辐射计的星载应用所面临的最大限制来自于空间分辨率。
微波辐射计的被测信号为不相干噪声，无法应用有源SAR 的成像机理，因此其空间分辨率完全决定
于接收天线的物理口径。
然而，天线大则重量大，航天应用成本高，技术难度太大，更严重的问题是传统的辐射计需要对天线进行机械扫描，这在很多星载情况下非常。