超高分辨率雷达技术的应用研究
基于动态数据表的实时高分辨率雷达回波显示
基于动态数据表的实时高分辨率雷达回波显示
程玉荣;刘忠义;刘鸿
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2008(20)4
【摘要】对高分辨率雷达信号的光栅扫描显示不仅需要高速信号处理,而且需要高速图形显示。
提出并构建了"动态数据表"及基于该数据表的"完全相对查表法"显示算法,从而实现了高分辨率(1024*1024)雷达回波的实时处理、显示。
此方法适用于在光栅扫描显示器上实现雷达回波的全屏、长余辉消隐.在PC计算机上模拟雷达回波显示,此方法的优点更加突出。
【总页数】3页(P882-884)
【作者】程玉荣;刘忠义;刘鸿
【作者单位】青岛海军潜艇学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于QwtPlot3D的雷达三维回波显示技术
2.基于QwtPlot3D的雷达三维回波显示技术
3.一种动态实时的高分辨率CRT显示技术
4.基于超高分辨率显示器的图象实时显示系统
5.雷达视频回波信号的实时采集、显示与存储系统
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雷达工作频率
雷达工作频率雷达是一种利用电磁波进行测量和探测的技术装置，其中工作频率是雷达系统中一个重要的参数。
工作频率指的是雷达所使用的电磁波的频率范围，不同的雷达系统在不同的频率范围内工作，具有不同的特点和适用范围。
雷达的工作频率通常分为低频、中频、高频和超高频四个范围。
低频雷达通常工作在几十千赫兹至几百千赫兹的频率范围内，它具有穿透障碍物的能力较强，适用于地下探测、水下探测等特殊环境下的应用。
中频雷达工作在几百千赫兹至几千兆赫兹的频率范围内，具有较高的精度和较好的抗干扰性能，广泛应用于气象观测、导航定位等领域。
高频雷达工作在几千兆赫兹至几十兆赫兹的频率范围内，具有较高的分辨率和较好的目标探测能力，适用于航空监视、海上监测等领域。
超高频雷达工作在几十兆赫兹至几百兆赫兹的频率范围内，具有较远探测距离和较高的目标检测能力，广泛应用于航天、军事等领域。
不同的工作频率对雷达系统的性能有着直接的影响。
低频雷达由于工作频率较低，波长较长，具有较强的穿透性能，可以穿透地下、水下等障碍物进行探测，但分辨率较低。
中频雷达具有较高的分辨率和较好的抗干扰性能，适用于各种应用场景。
高频雷达具有较高的分辨率和较好的目标探测能力，但受到天气等因素的影响较大。
超高频雷达具有较远的探测距离和较高的目标检测能力，但对于小目标的探测能力较弱。
在雷达系统设计中，选择合适的工作频率是十分重要的。
不同的应用场景需要不同的工作频率，以满足特定的需求。
例如在气象观测中，需要较高的分辨率和较好的抗干扰性能，因此中频雷达是比较合适的选择。
而在航空监视中，需要较远的探测距离和较高的目标检测能力，因此超高频雷达更适合。
除了工作频率的选择外，雷达系统还需要考虑其他参数的影响，如发射功率、接收灵敏度等。
这些参数之间存在着一定的关系，需要综合考虑，以达到最佳的性能。
雷达的工作频率是雷达系统中一个重要的参数，不同的工作频率对雷达系统的性能有着直接的影响。
选择合适的工作频率是雷达系统设计中的一个重要考虑因素，需要综合考虑各种因素，以满足特定的应用需求。
雷达介绍PPT课件
三、雷达的发展历史
•1842年，奥地利物理学 家多卜勒——率先提出了 速度与音高关系的多卜勒 效应。
•1865英国物理学家 Maxwell ——描述了电磁 场理论
•1886德国物理学家 Hertz ——发现了电磁场 并证明了 Maxwell 的理论
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二、雷达和无线电通信的比较
雷达与无线电通信的共同点： ➢二者的理论基础是一致的，都涉及到电路与系统、电磁场与微 波技术、信号与信息处理、计算机应用等学科； ➢电子系统大部分相似，都包括发射机，接收机，信号处理机等。
总体来说，雷达系统比通信系统要复杂得多；雷达对 信息获取的要求更高、难度更大；雷达的信号形式更 多，更复杂，信号处理更复杂。
三、雷达的发展历史
•60年代，电扫描相控阵天线。美国AN/SPS-33防空相控阵雷 达工作于S波段（2G～4GHz,10cm），方位机械扫描，仰角 电扫描。 •1964年，美国装置了第一个空间轨道监视雷达，用于监视人 造地球卫星或空间飞行器。 •60年代，NRL美国海军实验室研制成探测距离在3700km以 上的“麦德雷”高频超视距雷达，首先证明了超视距雷达探 测飞机，弹道导弹和舰艇的能力，还能确定海面状况和海洋 上空风情的能力。
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三、雷达的发展历史
•合成孔径雷达、相控阵雷达、脉冲多普勒雷达在70年代得到新 的发展。 •70年代中期，合成孔径雷达的计算机成像。装在卫星的合成孔 径雷达获得分辨率25×25m的雷达图像，1cm波段的机载合成 孔径雷达可以达到0.09m2的分辨率。 •70年代越南战争后期，出现用甚高频（VHF）雷达探测地下坑 道。 •空间应用方面，雷达用来帮助“阿波罗”飞船在月球着陆，在 卫星方面被用作高度计，测量地球及其表面的不平度。 •70年代，“丹麦眼镜蛇”雷达是一部又代表性的大型高分辨率 相控阵雷达，美国将该雷达用于观测，跟踪苏联勘查加半岛下 靶场上空的多个再入弹道导弹的弹头。
船用雷达与定位与导航
雷达导航系统
探测障碍物
利用雷达发射的电磁波探测周围 障碍物，提供实时、准确的距离
和方位信息。
气象监测
雷达系统可以监测海洋气象信息， 如风向、风速、海浪等，为航行提 供参考。
自动避障
通过雷达探测周围障碍物，自动调 整航向和航速，避免碰撞事故。
惯性导航系统
船用雷达的应用场景
船用雷达广泛应用于船舶导航、避碰、气象观测和海洋调查等领域。在船舶导航中，雷达可以帮助船员探测周围的目标，避 免碰撞事故的发生。
在避碰中，雷达可以实时监测周围船舶的动态，为船舶提供安全航行的信息。在气象观测中，雷达可以探测降雨、风向和风 速等信息，为航行提供气象保障。在海洋调查中，雷达可以用于探测海底地形、水深和流速等信息，为海洋科学研究提供数 据支持。
标准化和互操作性
为了促进集成系统的广泛应用和发展，需要制定统一的标准和规范， 提高不同设备和系统之间的互操作性和兼容性。
05 安全与法规考虑
安全与法规考虑 国际海上避碰规则
雷达设备的合规性
船用雷达设备必须符合国际电工委员会（IEC）和国际海事组织（IMO）的相关标准和规定，以确保其性 能、安全性和可靠性。在使用船用雷达设备时，应确保其符合相关法规和标准的要求，并定期进行维护和 校准。
船用雷达与定位与导航
目录
• 船用雷达系统 • 定位系统 • 导航系统 • 船用雷达与定位与导航的集成应用 • 安全与法规考虑
01 船用雷达系统
船用雷达工作原理
船用雷达通过发射电磁波并接收反射 回来的信号来探测目标，根据目标距 离、方位和高度等信息，形成雷达图 像。
雷达波在传播过程中会受到气象、海 浪等因素的干扰，因此需要对接收到 的信号进行滤波、放大和去噪等处理 ，以提高探测精度。
遥感技术在农业领域中的应用与发展
遥感技术在农业领域中的应用与发展随着农业生产方式的转变，各种新兴技术纷纷应用于农业领域。
其中，遥感技术成为近年来备受瞩目的一种。
遥感技术以其高效、全面，以及不受地形、气象等自然条件限制的特点，正在为农业领域带来巨大的变化。
一、遥感技术在农业领域中的应用1. 土地利用变化监测利用遥感技术可以监测土地利用变化，分析农业土地被改变的原因，这些原因普遍包括土地的扩张，城市化进程以及基建建设等相关人口密度的变化。
利用数字高程模型和影响参数图可以模拟改变对区域地形和水文模拟的影响，这些信息可以帮助农业生产部门全面掌握土地利用和土地利用变化的情况，制定质量优化、产量提高的农业生产政策。
2. 农作物种植和管理在农业生产中，遥感技术可以为农民提供及时的农作物信息，包括农作物种植和管理等方面。
利用遥感技术，可以监测作物生长状况、病虫害发生情况、土壤状况和水资源利用情况等，帮助农民及时作出决策。
通过遥感技术，可以实时掌握农作物的生产状况，减轻农民的劳动压力，大大提高生产效率。
同时，遥感技术还可以为政府部门监督农业生产情况，对农业生产实行标准化管理提供强有力的保障。
3. 农业环境监测农业生产对环境有严重的影响，根据遥感技术的分析结果，政府部门可以制订相应的环境保护政策，保护环境。
农业生产中使用的土壤和水源污染，以及农业废弃物的处理等方面，都需要通过遥感技术进行综合分析，以及制定应对策略。
二、遥感技术在农业领域中的发展趋势1. 云计算技术的应用云计算技术是将计算能力和存储资源等信息技术作为一种服务提供给社会大众的一种网络计算技术。
随着云计算技术的发展，科学家们正逐渐将云计算技术作为遥感技术的应用领域，将云计算和遥感相结合来改善农业生产环境。
利用云计算技术可以对遥感卫星数据进行远程存储、共享和分析处理，提升数据处理效率和成本降低。
2. 多源数据的融合多源数据融合技术是指利用多种遥感数据（如雷达遥感数据、卫星遥感数据、飞机遥感数据等）进行信息提取、图像分析和多维数据融合。
地质雷达技术讲解
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数据采集记录表
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数据采集记录表
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仪器操作
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仪器操作
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仪器操作
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仪器操作
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仪器操作
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数据处理 雷达波在地下的传播过程中各种噪声和杂波的干扰非常严 重，正确识别各种杂波与噪声、提取其有用信息是探地雷 达记录解释的重要的环节，其关键技术是对地质雷达记录 进行各种数据处理。电磁波的传播形式与地震波十分相似，
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静校正/移动开始时间 二维滤波/抽取平均道 偏移/时深转换 图像显示和解释
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报告编写 1. 委托方名称，工程名称、地点，建设单位、勘察单位、 设计单位、监理单位和施工单位，设计要求，检测目的， 检测依据，检测日期； 2.检测原理及方法； 3.检测里程汇总；
4.问题缺陷汇总表；
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地质雷达应用领域
市政设施及管线探测
地质与环境探测
铁路工程探测
公路探测
考古探测
建筑结构、桥梁、隧道检测 军事安全探测
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隧道检测
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隧道检测 隧道探测要解决的主要问题
隧道衬砌厚度检查
隧道内部结构物检查—钢筋、钢拱架等 隧道衬砌混凝土质量检查 隧道衬砌混凝土密实度检查 隧道衬砌防水板检查
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检测图像解释 混凝土不密实（衬砌界面的强反射信号同相轴呈绕射弧 形，且不连续较分散）
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检测图像解释 衬砌厚度变化
微波遥感的种类
总结词
微波辐射计是被动微波遥感的主要设备之一，用于测量地球表面或大气层中的微 波辐射能量。
详细描述
微波辐射计通过接收来自地球表面或大气层的微波辐射，经过处理和分析，能够 获取有关地表覆盖、土壤湿度、植被生长状况、云层结构等信息。这些信息对于 气象预报、农业监测、环境评估等领域具有重要意义。
微波散射计
VS
对于某些特定目标，如军事侦察、夜 间交通监测等应用场景，微波遥感具 有独特的优势。
对植被、土壤和水体的敏感度
微波遥感能够敏感地感知植被、土壤和水体的介电常数和含 水量等参数变化。
在农业、环境监测等领域，微波遥感可以用于评估作物长势 、土壤湿度和地表水体变化等情况。
05
微波遥感的未来发展
高频和超高频微波遥感技术
04
微波遥感的特点与优势
对云层和恶劣天气的穿透能力
微波波长较长，能够穿透云层和恶劣 天气，获取到被遮挡的目标信息。
在气象预报、灾害监测等领域具有重 要应用价值，能够实时获取地面目标 的情况。
获取全天候、全天时数据的能力
微波遥感不受光照条件限制，可以在 白天和夜晚进行观测，获取全天候、 全天时的数据。
多频段和多模式微波遥感技术
多频段和多模式微波遥感技术能够提供更全面 的地面信息，包括土壤湿度、地下水分布等， 有助于提高遥感监测的全面性和准确性。
多频段和多模式微波遥感技术能够实现不同频 段和模式的组合，提高遥感监测的灵活性和适 应性，满足不同应用需求。
多频段和多模式微波遥感技术需要解决不同频 段和模式之间的干扰问题，提高信号的稳定性 和可靠性。
气象参数反演
微波遥感能够通过测量大气中的水汽 、云雨等气象参数，反演得到温度、 湿度、风速等气象信息，为气象预报 提供重要数据。
地质雷达在岩土工程勘察中的应用
地质雷达在岩土工程勘察中的应用朱 斌 徐为海（镇江市勘察测绘研究院，江苏 镇江 ２１２０００）摘要：目前岩土工程勘察工作中主要仍沿用传统的钻探方法，手段单一，对一些地质条件复杂的区域，如有断裂、破碎带、岩溶、地下暗河等不良地质构造的区域，勘察结果不理想，很难把实际地质情况反映出来，而且工作量大，耗时长，费用高。
因此，地质雷达以其高分辨率、实时图像显示、轻便灵活等优势与传统地质钻探相结合，使得我们能用尽可能少的钻孔就能弄清不良地质的结构特征，提高勘察准确度，降低勘察成本。
关键词：工程勘察；地质雷达；成本１．地质雷达的工作原理地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布，它的基本原理是：发射机通过发射天线发射中心频率为１２．５Ｍ至１２００Ｍ、脉冲宽度为０．１ ｎｓ的脉冲电磁波讯号。
当这一讯号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个反射讯号。
直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由示波器显示出来。
根据示波器有无反射汛号，可以判断有无被测目标；根据反射讯号到达滞后时间及目标物体平均反射波速，可以大致计算出探测目标的距离。
２．地质雷达的特点地质雷达主要有四个特点。
一是适应性强：采用非破坏性探测技术，可以安全地用于城市和正在建设中的工程现场，工作场地条件宽松。
二是抗干扰：抗电磁干扰能力强，可在城市内各种噪声环境下工作，对环境影响小。
三是，定位快速准确：具有工程上较满意的探测深度和分辨率，现场直接提供实时剖面记录图，图像清晰直观。
四是灵活轻便：采用便携微机控制数据采集、记录、存储和处理。
３． 地质雷达数据处理与解释数据处理步骤包括：去直流漂移、增益、水平滤波、带通滤波、偏移绕射处理、干扰及有用信号的识别、反演处理，通过待探测断面的追踪勾绘，查明探测体的性质、走向及展布，最后依据定性和定量解释结果绘制成果图，编写成果报告。
图像解释包括：识别异常和资料解释。
异常识别应结合己知到未知，从而为识别现场探测中遇到的异常现象，以及对各类图像进行解释提供依据。
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超高分辨率雷达技术的应用研究第一章绪论
雷达技术是一种在军事、民用及科学领域广泛使用的无线电测
量技术。
随着技术的发展，雷达的分辨率越来越高。
超高分辨率
雷达技术是指能够在极佳的分辨率下监测目标的雷达技术。
本文
将对超高分辨率雷达技术的基础知识进行讲解，并介绍其在军事、民用及科学领域中的应用。
第二章超高分辨率雷达技术的基础知识
超高分辨率雷达技术是利用雷达辐射波对目标进行非接触式探
测的一种技术。
超高分辨率雷达的分辨率比传统的雷达高出一个
数量级或以上。
超高分辨率雷达的分辨率取决于其工作频率和天
线尺寸。
超高分辨率雷达技术是通过采用高频率和小尺寸的天线来改善
雷达的分辨率。
天线的尺寸越小，其发射角度和接收角度越集中，从而可以获得更高的分辨率。
频率越高，波长越短，同样可以获
得更高的分辨率。
与传统雷达不同，超高分辨率雷达可以利用更
宽的频带宽度，从而获得更高的信噪比。
此外，超高分辨率雷达
还可以通过改变波形的形状和调整雷达的极化来提高雷达的分辨率。
第三章超高分辨率雷达技术在军事领域中的应用
超高分辨率雷达技术在军事领域中具有广泛的应用前景，这主
要是由于其超强的分辨率可以满足军事情况下对目标高精度下的
追踪和定位需求。
在军用遥感领域，超高分辨率雷达可以监测目
标的位置、大小、形状、运动状态和材料等信息。
在防空作战中，超高分辨率雷达可以探测到隐身飞机和导弹等高速飞行器。
此外，超高分辨率雷达还可以在夜间、雨雪天气等恶劣环境下进行监测。
第四章超高分辨率雷达技术在民用领域中的应用
超高分辨率雷达技术在民用领域中也有广泛的应用前景。
例如，超高分辨率雷达可以应用于城市规划和建设中。
它可以监测建筑
结构的精度，进行地面下管道的检测和监测，还可以监测天气演变，提供天气预报的可靠依据等。
此外，超高分辨率雷达也可以
应用于油田勘探和地质勘探中。
利用其高分辨率和高灵敏度的特点，可以精准地探测地质、水文、地形和生态环境等信息。
第五章超高分辨率雷达技术在科学领域中的应用
超高分辨率雷达技术在科学研究中也有着不可替代的作用。
例如，在地球科学中，超高分辨率雷达可以用于监测海洋和地球环
境中的变化，包括海浪、海洋生物、油污和海洋污染等。
在大气
科学中，超高分辨率雷达可以用于大气层的监测和研究，包括研
究气候变化、气象学、天气预报等。
此外，在天文学中，超高分
辨率雷达可以用于天体观测和对星体的反射和散射进行研究，从
而帮助我们了解宇宙的秘密。
第六章结论
超高分辨率雷达技术是一种基于雷达技术的新型技术，可以在军事、民用和科学领域中发挥重要作用。
此技术采用高频率和小尺寸的天线，提高雷达的分辨率。
在军事领域中，超高分辨率雷达可以满足军事情况下对目标高精度下的追踪和定位需求，而在民用和科学领域中，超高分辨率雷达也有着广泛的应用前景。