第四章雷達(dá)成像原理

第四章雷達(dá)成像原理第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四微波輻射與雷達(dá)遙感基礎(chǔ)1.人工發(fā)射的探測波束Radar雷達(dá)微波Lidar激光紫外---可見—紅外—微波Sonar聲納2.波譜特征發(fā)射性好波束窄方向性好受大地電磁輻射影響小可以穿透大氣層，具全天候工作能力對地表具一定的穿透力第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四（2）微波波譜波段波長(cm)常用波段K1.13-1.67Ka1.67-2.422.15-2.2cm(高度計）2.05cm（散射計）X2.42-3.663cmSAR成像雷達(dá)G3.66-5.13C5.13-7.396.7cmSAR成像雷達(dá)S7.39-11.5210cmSAR成像雷達(dá)Ls11.52-17.63L17.63-26.7623.5cmSAR成像雷達(dá)第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四（3）雷達(dá)的結(jié)構(gòu)發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)監(jiān)視器接受機(jī)天線第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四雷達(dá)數(shù)據(jù)成像真實孔徑雷達(dá)：側(cè)視雷達(dá)向側(cè)面發(fā)射一束脈沖，地物的反射回波，由天線收集，記錄。合成孔徑雷達(dá)：利用一個小天線作為單個輻射單元，沿一直線方向不斷移動，在移動中選擇若干位置發(fā)射信號，接收相應(yīng)的發(fā)射位置的回波信號，存貯接收信號的振幅和相位。第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四雷達(dá)數(shù)據(jù)成像合成孔徑雷達(dá)：在不同位置接收同一地物的回波信號。目標(biāo)目標(biāo)真實孔徑雷達(dá)：在同位置接收目標(biāo)的回波信號。第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四真實孔徑側(cè)視雷達(dá)天線特性發(fā)射與接收脈沖信號與處理影響信號強(qiáng)度的主要因素

地物特性、形狀、坡向、地表粗造度距離分辨力—脈沖發(fā)射方向上能分辨兩個目標(biāo)的最小距離

Rr=c/2*sec（--脈沖寬度--俯角）方位分辨力---相鄰兩波束間能分辨兩目標(biāo)的最小距離R=R

（--波辮角R---斜距）第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四t第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四合成孔徑側(cè)視雷達(dá)工作過程2kmR

4mR400km8mLs2kmV=4cm第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四方位分辨率按真實孔徑計算：R=R=/d*R

有：0.04/8*400000=2000m按合成孔徑計算：Rs=/Ls*RLs=R=/d*R則有：RS=d=8m

由于是雙程位移則有：RS=d/2=4m第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四水平極化和垂直極化水平極化：電磁波的電場矢量與入射面垂直(入射波與目標(biāo)表面入射波處的法線所組成的平面)垂直極化：電磁波的電場矢量與入射面平行極化方式對目標(biāo)回波強(qiáng)度影響很大第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四北極微波掃描圖象色調(diào)-白色-0K—深紅色-312K第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四側(cè)視雷達(dá)圖象加拿大—Radarsat航天飛機(jī)—sic-x第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四渤海灣SIR圖像渤海灣SIR圖像第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四渤海灣SIR圖像第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四渤海灣SIR圖像道路、村莊、土地利用第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四干涉雷達(dá)與立體成像干涉雷達(dá)（INSAR)差分干涉雷達(dá)與DEM數(shù)據(jù)立體成像精度=波長量級應(yīng)用領(lǐng)域：地形-地殼-火山-。。。。第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四信號路徑差⊿r=r2-r1=BIIr2r2B視線向分量隨著目標(biāo)的高度變化H第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四干涉紋圖—亮度----第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四相位相干圖--亮度—0-1第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四SIR-CINSARDEM數(shù)據(jù)第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四奮進(jìn)號發(fā)回的堪斯加DEM立體圖象第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四常用雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四RADASAT第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四RADARSAT-2第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四ERS\ENVISAT由歐洲空間局（ESA）控制，提供第一幅商業(yè)用途的微波雷達(dá)數(shù)據(jù)的ERS衛(wèi)星，ERS-1和2分別于1991年7月1995年4月發(fā)射。

第30頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四非成像傳感器微波散射計：測量地物表面（體積）的散射或反射特性，用于研究極化和波長變化對目標(biāo)散射特征的影響。雷達(dá)高度計：根據(jù)往返雙程的時延，測量計算到目標(biāo)距離。無線電地下探測器：測量地下及其分界的裝置。煤層探測儀第31頁，共32頁，2023年，2月20日，星期四全天候遙感模式：白晝、陰天、天霧、雨天環(huán)境下的遙感智能傳感器多種傳感器、多級分辨率、多譜段和多時相為一體，并與GPS相干激光測高及激光斷面掃描技術(shù)相集成，形成。雷達(dá)干涉測量技術(shù)（INSAR）提供大范圍內(nèi)的DEM（數(shù)字高程模型）差分干涉雷達(dá)技術(shù)（D-INSAR）用來監(jiān)測地表的水