河南理工大學(xué)測繪學(xué)院

雷達遙感1ppt課件河南理工大學(xué)測繪學(xué)院

雷達遙感1ppt課件Part1雷達概述一、雷達簡介二、SAR發(fā)展簡史三、側(cè)視雷達的一般結(jié)構(gòu)ppt課件Part1雷達概述一、雷達簡介ppt課件一、雷達簡介雷達是英文Radar的音譯，源于RadioDetectionAndRanging的縮寫，原意是無線電探測和測距。即用無線電方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定它們在空間的位置。因此雷達也稱為無線電定位。隨著雷達技術(shù)的發(fā)展，雷達的任務(wù)不僅是測量目標(biāo)的距離、方位和仰角，而且還包括測量目標(biāo)的速度，以及從目標(biāo)回波中獲取更多有關(guān)目標(biāo)的信息。雷達是利用目標(biāo)對電磁波的反射或散射現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其位置的。飛機、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、各種艦艇、車輛、兵器、炮彈以及建筑物、山川、云雨等等，都可能作為雷達的探測目標(biāo)。ppt課件一、雷達簡介雷達是英文Radar的音譯，源于Radio一、雷達簡介主動式遙感器，使用微波波段，發(fā)射波長1-1000mm特點：全天候、全天時；地面分辨率高；幾何關(guān)系復(fù)雜。

雷達測量的幾個方面1、目標(biāo)斜距的測量2、目標(biāo)角位置的測量3、相對速度的測量4、目標(biāo)尺寸和形狀ppt課件一、雷達簡介主動式遙感器，使用微波波段，發(fā)射波長1-1000（1）目標(biāo)斜距的測量ppt課件（1）目標(biāo)斜距的測量ppt課件（2）目標(biāo)角位置的測量目標(biāo)角位置指方位角或仰角。測量這兩個角位置基本上都是利用天線的方向性來實現(xiàn)的。角坐標(biāo)測量原理：雷達天線將電磁能量匯集在窄波束內(nèi)，當(dāng)天線波束軸對準(zhǔn)目標(biāo)時，回波信號最強，當(dāng)目標(biāo)偏離天線波束軸時回波信號減弱。根據(jù)接收回波最強時的天線波束指向，就可確定目標(biāo)的方向，這就是角坐標(biāo)測量的基本原理。ppt課件（2）目標(biāo)角位置的測量目標(biāo)角位置指方位角或仰角。測量這兩個角（2）目標(biāo)角位置的測量為了提高角度測量的精度，還會有一些改進的測量方法。如：天線尺寸增加，波束變窄，測角精度和角分辨力會提高。回波的波前方向（角位置）還可以用測量兩個分離接收天線收到信號的相位差來決定。目標(biāo)發(fā)射波束ppt課件（2）目標(biāo)角位置的測量為了提高角度測量的精度，還會有一些改進（3）相對速度的測量當(dāng)目標(biāo)與雷達站之間存在相對速度時，接收到回波信號的載頻相對于發(fā)射信號的載頻產(chǎn)生一個頻移，這個頻移在物理學(xué)上稱為多普勒頻移，它的數(shù)值為式中fd

為多普勒頻移，單位為Hz，v為雷達與目標(biāo)之間的徑向速度，λ為載波波長。當(dāng)目標(biāo)向著雷達運動時，v>0，回波載頻提高，反之，v<0，回波載頻降低。雷達只要能夠測量出回波信號的多普勒頻移fd就可以確定目標(biāo)與雷達站之間的相對速度。ppt課件（3）相對速度的測量當(dāng)目標(biāo)與雷達站之間存在相對速度時，接收（4）目標(biāo)尺寸和形狀如果雷達測量具有足夠高的分辨力，就可以提供目標(biāo)尺寸的測量。由于許多目標(biāo)的尺寸在數(shù)十米量級，因而雷達分辨能力應(yīng)為數(shù)米或更小。ppt課件（4）目標(biāo)尺寸和形狀如果雷達測量具有足夠高的分辨力，就可以提雷達的應(yīng)用軍用1、預(yù)警雷達（超遠程雷達）2、搜索和警戒雷達3、引導(dǎo)指揮雷達（監(jiān)視雷達）4、火控雷達5、制導(dǎo)雷達6、戰(zhàn)場監(jiān)視雷達7、機載雷達8、無線電測高儀9、雷達引信ppt課件雷達的應(yīng)用軍用1、預(yù)警雷達（超遠程雷達）ppt課件雷達的應(yīng)用民用1、氣象雷達2、航行管制(空中交通)雷達3、宇宙航行用雷達4、遙感設(shè)備ppt課件雷達的應(yīng)用民用1、氣象雷達ppt課件二、SAR發(fā)展簡史1956年秋天，美國密執(zhí)安大學(xué)首先完成了機載合成孔徑雷達原型樣機的研制，并于1957年8月的第五次試驗飛行中取得成功；1959年秋天，第一架正式試驗樣機研制成功，并于1960年4月向全世界公布了這一成果；1978年美國成功地在Seasat-1搭載了第一個SAR系統(tǒng)，它在軌運行了100天，獲得了大量的人類從未獲得過的海洋、地質(zhì)和地形方面的信息；1981年11月首次利用哥倫比亞航天飛機搭載SAR系統(tǒng)SIR-A進行實驗；1984年10月又進行了航天飛機搭載SIR-B的實驗，SIR-A和SIR-B系統(tǒng)提供了大量的地面雷達數(shù)據(jù)，為SAR的應(yīng)用提供了豐富的資料。ppt課件二、SAR發(fā)展簡史1956年秋天，美國密執(zhí)安大學(xué)首先完成了機20世紀(jì)90年代20世紀(jì)90年代，機載和星載SAR蓬勃發(fā)展，獲得了大量試驗數(shù)據(jù)：歐空局（ESA）于1991年7月發(fā)射了ERS-1、日本于1992年2月發(fā)射了JERS-1、前蘇聯(lián)于1991年3月發(fā)射了Almaz-1、1995年11月加拿大發(fā)射了RadarSat、1994年和1996年美國航天飛機兩次搭載了SIR-C/X-SAR。2000年2月，美國“奮進號”航天飛機執(zhí)行了“航天飛機雷達地形測量任務(wù)（SRTM）”，向人們展示了干涉雷達11天就可以獲取全球80%地表三維地形數(shù)據(jù)的能力。二、SAR發(fā)展簡史ppt課件20世紀(jì)90年代20世紀(jì)90年代，機載和星載SAR蓬勃發(fā)展，衛(wèi)星名稱ERS-1/2JERS-1Almaz-1SIR-C/X-SARRadarSat發(fā)射時間1991.7.171995.4.211992.2.111991.3.311994，19961995.11.28國家歐空局日本前蘇聯(lián)美、德、意加拿大軌道高度785公里568公里300-360公里250公里798公里工作波段CLSL、C、XC極化VVHHHHHH、HV、VH、VV（L、C）、VV（X）HH天線尺寸10×10米12×2.2米15×1.5米12×2.9米(L)12×0.75米(C)12×0.4米(X)15×1.5米入射角23o35o20o—70o20o—55o10o—60o分辨率6~30米18米10~15米25/10~30米8~100米幅寬100公里75公里350公里10—70公里15—45公里45—500公里遙感應(yīng)用海洋資源調(diào)查、干涉測量地球資源調(diào)查、災(zāi)情監(jiān)測海洋、地質(zhì)、制圖地球資源、環(huán)境變化、極化性能、干涉測量海冰移動、地形測繪、海洋ppt課件衛(wèi)星名稱ERS-1/2JERS-1Almaz-1SIR-C/SEASAT衛(wèi)星?發(fā)射時間:1978.6.28?第一個星載SAR系統(tǒng)?運行105天?用于地球海洋遙感探測?以110Mbits/S獲取數(shù)據(jù)ppt課件SEASAT衛(wèi)星ppt課件洛杉機地區(qū)SEASAT圖像,1978

ppt課件洛杉機地區(qū)SEASAT圖像,1978ppt課件SEASATImageofDeathValley,1978

ppt課件SEASATImageofDeathValley,

航天飛機成像雷達SIR-A?

由SEASAT剩余部件建成?

搭載在哥倫比亞航天飛機上，1981.11?

主要應(yīng)用于地質(zhì)探測?

驗證了L波段對干旱沙地具有幾米的穿透能力。?

在二天內(nèi)獲取超過1千萬平方公里的地表SAR圖像。ShuttleImagingRadarppt課件航天飛機成像雷達SIR-AShuttleImaging蘇丹西北部撒哈拉沙漠SIR-A1981年11月影像，彩色部分為Landsat影像。由于干燥沙漠介電常數(shù)較小，SAR能穿透地表，發(fā)現(xiàn)沙漠地表下面有古河床。ppt課件蘇丹西北部撒哈拉沙漠SIR-A1981年11月影像，彩色部航天飛機成像雷達SIR-B

?

由SIR-A改進?

搭載在挑戰(zhàn)號航天飛機，1984.10?

檢驗L波段在以下方面的探測能力：

-土壤濕度-地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖石特征-海洋波浪譜?

安裝了變側(cè)視角的可移動天線JetPropulsionLaboratoryppt課件航天飛機成像雷達SIR-BJetPropulsionSIR-C,1994.4飛行?

全新的SAR系統(tǒng)，工作在L、C和X波段?

從1994.4.9工作11天-獲得了65小時數(shù)據(jù)-探測了6,600萬平方公里-數(shù)據(jù)量為：47TB?

重點對19個不同類型地區(qū)進行成像?

第一次獲取了同波段不同極化的圖像

-HH,VV,HV,VHppt課件SIR-C,1994.4飛行ppt課件SIR-C,1994.9飛行

?

第一次進行了SAR重復(fù)飛行?

目的是進行重復(fù)軌道的SAR干涉測量?

檢驗SCANSAR的寬刈幅?從1994.9.30工作11天-獲得了80小時數(shù)據(jù)，23小時INSAR數(shù)據(jù)-探測了8，300萬平方公里-數(shù)據(jù)量為：60TB?

為了獲取INSAR數(shù)據(jù)，本次飛行嚴(yán)格重復(fù)4月的飛行軌道。ppt課件SIR-C,1994.9飛行ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件用SIR-C3種極化方式圖像合成的俄羅斯西伯利亞一火山圖像ppt課件用SIR-C3種極化方式圖像合成的俄羅斯西伯利亞一火山圖像多頻圖像合成的舊金山圖像紅：L--HH綠：L--HV蘭：C--HVppt課件多頻圖像合成的舊金山圖像ppt課件

發(fā)射時間：1991.7.17

軌道傾角：98.5°

軌道高度：785km

側(cè)視角：23°

刈幅寬：100km

波長：5.7cm

工作波段：C

極化方式：VV

分辨率：30mERS-1ppt課件發(fā)射時間：1991.7.17ERS-1ppt課件1993年圣.路易斯安那州洪水期間ERS-1圖像ppt課件1993年圣.路易斯安那州洪水期間ERS-1圖像ppt課ERS-21995.4.21發(fā)射25m分辨率C波段，波長5.6m極化方式：VV側(cè)視角：23°亞利桑那州盆地ERS-2圖像1997.6.11997.1.121997.3.23ppt課件ERS-2亞利桑那州盆地ERS-2圖像1997.6.1上圖較清楚地反映了三條河流洪水泛濫的情況ppt課件上圖較清楚地反映了三條河流洪水泛濫的情況ppt課件

發(fā)射時間：1992.2.11

軌道傾角：98.5°

軌道高度：568km

側(cè)視角：35°

刈幅寬：75km

波長：23cm

工作波段：L

極化方式：HH

分辨率：18m

國家：日本JERS-1ppt課件發(fā)射時間：1992.2.11JERS-1ppt課件ppt課件ppt課件冰川上的火山口ppt課件ppt課件RADARSAT分辨率10-100m工作波段：C極化方式：HH側(cè)視角：20-50°工作時間：1995-現(xiàn)在ppt課件RADARSATppt課件ppt課件ppt課件ppt課件ppt課件紐約世貿(mào)中心被進攻前RADARSAT-1圖像（1999.6.8）ppt課件紐約世貿(mào)中心被進攻前RADARSAT-1圖像（1999.6.紐約世貿(mào)中心被進攻后RADARSAT-1圖像（2001.9.13）ppt課件紐約世貿(mào)中心被進攻后RADARSAT-1圖像（2001.9.SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國外研究現(xiàn)狀20世紀(jì)90年代以來SAR技術(shù)得到很大發(fā)展，獲取了大量數(shù)據(jù)：

2000年SRTM計劃獲取了全球80%地表三維數(shù)據(jù)；高分辨率機載SAR系統(tǒng)相繼出現(xiàn)；ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國外研究現(xiàn)狀ppt課件高分辨率國外機載SAR圖像1ppt課件高分辨率國外機載SAR圖像1ppt課件高分辨率國外機載SAR圖像2ppt課件高分辨率國外機載SAR圖像2ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國內(nèi)研究現(xiàn)狀中科院電子所成功研制了機載雙天線SAR系統(tǒng)；很多單位對SAR應(yīng)用技術(shù)進行了深入研究；ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國內(nèi)研究現(xiàn)狀ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢：發(fā)展小衛(wèi)星并組網(wǎng)，形成小衛(wèi)星星座：美國正在籌劃著太空遙感偵察衛(wèi)星星座計劃。即“發(fā)現(xiàn)者2”星座計劃。1998年美國國家偵察局又提出了下一代成像偵察衛(wèi)星星座及其相關(guān)的地面控制與處理計劃—“未來影像體系結(jié)構(gòu)（FIA）”計劃，計劃星座將由數(shù)量更多(12－24顆)、體積更小、能力更強的新型遙感偵察衛(wèi)星組成；提高分辨率、增加幅寬：有的機載雷達分辨率已達0.1米；ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢：ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢多波段、多極化、多模式：如美國的對地觀測系統(tǒng)（EOS）具有L、C、X三種波段和四種極化方式；雙天線INSAR系統(tǒng)；小型化、輕型化；最后要特別提出的是，新的遙感衛(wèi)星的軌道站定位精度顯著的提高，已經(jīng)從公里量級提高到百米以內(nèi)，而且還有進一步提高的趨勢，這主要得益于GPS的應(yīng)用，由于SAR圖像特殊的構(gòu)像原理，軌道站定位精度的提高對于SAR圖像定位最為有利。ppt課件SAR現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢多波段、多極化、多模式：如美國的對地觀測三、側(cè)視雷達的一般結(jié)構(gòu)側(cè)視雷達一般由脈沖發(fā)射機、接收機、發(fā)射接收轉(zhuǎn)換開關(guān)、天線和顯示記錄器組成。脈沖發(fā)射機產(chǎn)生脈沖信號，由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，經(jīng)天線向觀測地區(qū)發(fā)射。地物反射或者散射的電磁波也由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制進入接收機。接收的信號在顯示器上顯示或記錄在磁帶上。天線發(fā)射器轉(zhuǎn)換開關(guān)接收機顯示器目標(biāo)R噪聲信號處理機發(fā)射的電磁波接收的電磁波ppt課件三、側(cè)視雷達的一般結(jié)構(gòu)側(cè)視雷達一般由脈沖發(fā)射機、接收機、發(fā)射雷達發(fā)射機的主要質(zhì)量指標(biāo)1、工作頻率或波段；2、輸出功率；3、總效率；發(fā)射機的總效率是指發(fā)射機的輸出功率與它的輸入總功率之比；4、信號的穩(wěn)定度或頻譜純度；5、信號形式(調(diào)制形式)。ppt課件雷達發(fā)射機的主要質(zhì)量指標(biāo)1、工作頻率或波段；ppt課件接收機的回波信息接收機接收的雷達回波含有多種信息：目標(biāo)與雷達的方位、距離，雷達與目標(biāo)的相對速度、目標(biāo)的反射特性。ppt課件接收機的回波信息接收機接收的雷達回波含有多種信息：ppt課件雷達方程目標(biāo)的回波功率為：ppt課件雷達方程目標(biāo)的回波功率為：ppt課件Part2側(cè)視雷達成像

真實孔徑雷達(RAR)

合成孔徑雷達(SAR)

側(cè)視雷達（side-lookingradar，SLR）機載側(cè)視雷達（side-lookingairborneradar，SLAR）ppt課件Part2側(cè)視雷達成像真實孔徑雷達(RAR)側(cè)視雷達距離方向CRT接收機天線方位方向波束寬度脈沖寬度時間反射強度一、真實孔徑側(cè)視雷達RealApertureSide-lookingRadar方位向：平臺行進方向距離向：平臺側(cè)向ppt課件距離方向CRT接收機天線方位方向脈沖寬度時間反射強度一、真實1、成像過程收集順序：近距離先收集，遠距離后收集回波強弱（色調(diào)）：（1）金屬——硬目標(biāo)強（2）反射面方向——向天線強（3）平滑鏡面反射——回波弱（4）反射面性質(zhì)——草地弱（5）陰影——無反射天線收集側(cè)面天線發(fā)射窄脈沖地物反射成像處理形成影像放大檢波ppt課件1、成像過程收集順序：近距離先收集，遠距離后收集天線收集側(cè)面2、地面分辨率

距離分辨率在距離方向上能分辨的最小目標(biāo)標(biāo)的尺寸方位分辨率

ppt課件2、地面分辨率距離分辨率ppt課件距離分辨率為什么斜距分辨率是脈沖寬度的一半？ppt課件距離分辨率為什么斜距分辨率是脈沖寬度的一半？ppt課件距離分辨率斜距Rθ距離分辨率斜距分辨率τ為脈沖寬度，Ｃ為光速，θ為雷達波側(cè)視角△R與距離無關(guān)，要提高△R

，需要減小τ，但是減小τ會使雷達的發(fā)射功率下降，從而使回波信號的信噪比（S/N）下降，造成圖像質(zhì)量下降。為此，采用脈沖壓縮技術(shù)來提高△R。ppt課件距離分辨率斜距Rθ距離分辨率斜距分辨率τ為脈沖寬度，Ｃ為光△脈沖壓縮技術(shù)脈沖壓縮技術(shù)：利用線性調(diào)頻調(diào)制技術(shù)將較寬的脈沖調(diào)制成振幅大、寬度窄的脈沖的技術(shù)時間時間t振幅A0f2f1頻率τ?f振幅A0f2f1頻率τ?f延遲時間時間t1/?f發(fā)射脈沖的波形匹配濾波器濾波后的輸出波形經(jīng)脈沖壓縮后，振幅為原來的倍，脈沖寬度為倍，且隨著f的提高，距離分辨率和S/N也提高了，這也叫距離壓縮。ppt課件脈沖壓縮技術(shù)脈沖壓縮技術(shù)：利用線性調(diào)頻調(diào)制技術(shù)將較寬的脈沖方位分辨率定義：相鄰的兩脈沖之間，能分辯兩個目標(biāo)的最小距離

azimuthoralong-trackresolutionppt課件方位分辨率定義：相鄰的兩脈沖之間，能分辯兩個目標(biāo)的最小距離方位分辨率定義：相鄰的兩脈沖之間，能分辯兩個目標(biāo)的最小距離

式中β為雷達的波束寬度，L為雷達天線的孔徑，R為雷達天線到地面目標(biāo)的距離

天線β?LLR要提高方位分辨率，需采用較短波長的電磁波，或加大天線孔徑，或縮短觀測距離。如要求方位向分辨率為25m，采用波長為5.7cm的微波，衛(wèi)星高度為600km，側(cè)視角40度，則天線尺寸應(yīng)為1790m

，這顯然難以實現(xiàn)。ppt課件方位分辨率定義：相鄰的兩脈沖之間，能分辯兩個目標(biāo)的最小距離二、合成孔徑雷達特點：距離向采用脈沖壓縮技術(shù)來提高分辨率方位向通過合成孔徑原理來改善分辨率

SyntheticApertureRadar

ppt課件二、合成孔徑雷達特點：SyntheticAperture二、合成孔徑側(cè)視雷達

用一系列的小天線排成一個陣列，每個小天線之間的距離為d，總長度為Nd。對于每個天線，脈沖發(fā)射是同時進行的，接收時也是同時接收信號。這就如同真實孔徑雷達一樣。dL=Ndl…ppt課件二、合成孔徑側(cè)視雷達用一系列的小天線排成一個陣列，每利用小天線作為單個發(fā)射接收單元，小天線隨平臺移動，在移動中選若干個位置，在每個位置上發(fā)射一個信號并接收來自地物目標(biāo)的回波信號，記下回波信號的振幅和相位。當(dāng)小天線移動一段距離后，將所有不同時刻接收的同一目標(biāo)信號消除因時間和距離不同所引起的相位差，修正到同時接收的情況，就得到如同真實孔徑側(cè)視雷達一樣的效果。

二、合成孔徑側(cè)視雷達ppt課件利用小天線作為單個發(fā)射接收單元，小天線隨平臺移動，在移動中選不同時刻和位置接收的同一目標(biāo)的頻率不同（多普勒平移效應(yīng)），隨著時間增加，接收信號的頻率降低。頻率偏移對時間而言是線性的。反射脈沖可以認(rèn)為是經(jīng)過線性調(diào)制處理的，因此，將不同位置接收的同一目標(biāo)信號，通過與頻率偏移具有逆特性的匹配濾波器濾波調(diào)制，就得到目標(biāo)的唯一像點。通過調(diào)制處理后，方位向上的分辨率得以提高，這種處理也叫做方位向壓縮。成像原理ppt課件不同時刻和位置接收的同一目標(biāo)的頻率不同（多普勒平移效應(yīng)），隨A時刻=t1A時刻=t3A時刻=t4A時刻=t2A時刻=t5t1t3t4t5f1f0時間頻率濾波處理t2輸出輸入f1f0延遲時間頻率時間成像原理ppt課件A時刻=t1A時刻=t3A時刻=t4A時刻=t2A時刻=t5方位分辨率由于合成孔徑長度L等于真實孔徑長度的天線能夠照射到的范圍，即：合成孔徑雷達的方位分辨率為：

合成孔徑天線提供的有效角分辨率或波束寬度為：合成孔徑雷達的方位分辨率與距離無關(guān)，僅與實際天線的孔徑有關(guān)，天線愈短，分辨率愈高。

ppt課件方位分辨率由于合成孔徑長度L等于真實孔徑長度的天線能夠照射到

雷達記錄的是回波信號的幅度和相位在空間沿方位向和距離向的分布，它是一個不可視圖像，必須經(jīng)過光學(xué)處理才能形成可視的雷達圖像。

距離方向方位方向三、SAR的數(shù)字成像處理ppt課件雷達記錄的是回波信號的幅度和相位在空間沿方位向和距離三、SAR的數(shù)字成像處理重建原理：通過距離壓縮和方位壓縮把距離方向和方位方向上分布記錄的地面上一點的接收信號壓縮到一點上。距離單元遷移改正：由于平臺的移動，地面上一點到雷達天線的距離是以時間為自變量的二次函數(shù)，因此雷達在不同時刻和位置接收到的同一地面目標(biāo)的信號不是在一條直線上，這種現(xiàn)象稱為距離遷移（RangeMigration）。重建處理時需要進行距離單元遷移改正（RangeCellMigrationCorrection）。

ppt課件三、SAR的數(shù)字成像處理重建原理：通過距離壓縮和方位壓縮把距四、INSAR技術(shù)

干涉合成孔徑雷達

InterferometerSyntheticApertureRadar

原理：在同一次飛行中，使用兩個相隔一定距離的天線同時接收地面的回波合成孔徑雷達干涉測量

SyntheticApertureRadarInterferometry

原理：多次對同一地區(qū)進行SAR成像

ppt課件四、INSAR技術(shù)干涉合成孔徑雷達ppt課件1、干涉合成孔徑雷達

在SAR系統(tǒng)中安裝兩部間隔一定距離的天線，一部天線發(fā)射并接收信號，另一部天線只接收信號。兩部天線接收的信號采用相同的多譜勒中心頻率濾波成像。由于兩部天線所接收的是同一地區(qū)反射回來的后向散射回波，但它們到達天線的距離不同，即所接收的回波信號相位不同，因而可以通過干涉獲得干涉相位，由于干涉相位與SAR系統(tǒng)的波長、兩天線的位置、入射角、地面高度有密切的關(guān)系，所以在得到干涉相位后就可以得到地面的高程信息。ppt課件1、干涉合成孔徑雷達在SAR系統(tǒng)中安裝兩部間隔一定距1、干涉合成孔徑雷達兩部天線平行于飛行方向獲取地面的影像并進行干涉處理的過程稱為順跡干涉（Along-traceInterferometry）；兩部天線垂直于飛行方向獲取地面的影像并進行干涉處理的過程稱為橫跡干涉（Across-traceInterferometry）。前者只能測定水平距離，而后者才能獲得地面的三維信息。ppt課件1、干涉合成孔徑雷達兩部天線平行于飛行方向獲取地面的影像并進2、合成孔徑雷達干涉測量

這是目前星載SAR中獲取INSAR數(shù)據(jù)的唯一方法。在這種情況下，獲取兩幅圖像的時間上有所差異，為避免由于時間差異引起不良效果，一般要求：時間間隔應(yīng)盡量短；基線長一般不超過1000米。

原理：多次對同一地區(qū)進行SAR成像ppt課件2、合成孔徑雷達干涉測量這是目前星載SAR中獲取INPart3側(cè)視雷達圖像的特性一、側(cè)視雷達圖像的幾何特性

二、側(cè)視雷達圖像的色調(diào)特征

ppt課件Part3側(cè)視雷達圖像的特性一、側(cè)視雷達圖像的幾何特性p一、側(cè)視雷達圖像的幾何特性1、投影方式2、像點與地面點的坐標(biāo)關(guān)系3、比例尺特性4、投影誤差5、透視收縮與頂?shù)孜灰?、雷達陰影ppt課件一、側(cè)視雷達圖像的幾何特性1、投影方式ppt課件1、投影方式投影方式——斜距投影天線θRsRgbaBA斜距Rs比地面距離Rg小。而且同樣大小的地面目標(biāo)，離天線正下方越近，在像片上的尺寸越小。ppt課件1、投影方式投影方式——斜距投影天線θRsRgbaBA斜距R1、投影方式Slant-rangescaledistortionConversioncomparisonppt課件1、投影方式Slant-rangescaledistor2、像點與地面點的坐標(biāo)關(guān)系

F．Leberl構(gòu)像模型

依據(jù)距離條件和零多普勒條件推導(dǎo)出來的像點和地面點之間的坐標(biāo)關(guān)系模型。

Konecny構(gòu)像模型

1988年在京都舉行的國際攝影測量與遙感學(xué)會會議上，由G.Konecny和W.Schuhr提出的平距投影的SAR圖像成像模型，其形式上接近于攝影測量的投影方程。ppt課件2、像點與地面點的坐標(biāo)關(guān)系F．Leberl構(gòu)像模型ppt3、雷達圖像的比例尺距離向上的比例尺主要與側(cè)視角有關(guān)。隨著側(cè)視角的增大，圖象比例尺變大，所以在圖象上有近地點被壓縮、遠地點被拉長的感覺

飛行方向的比例尺是固定的，它取決于平臺飛行的速度和膠片記錄的速度。

在記錄回波信號時，如果雷達系統(tǒng)中采用延時斜距傳播的時差，此時雷達圖像顯示的為地面距離，在平坦地區(qū)以平距顯示的雷達圖像上比例尺處處一致。ppt課件3、雷達圖像的比例尺距離向上的比例尺主要與側(cè)視角有關(guān)。飛行4、投影誤差θbaBhAδylppt課件4、投影誤差θbaBhAδylppt課件5、透視收縮與頂?shù)孜灰飘?dāng)雷達波束照射到位于雷達天線同一側(cè)的斜面時，雷達波束到達斜面頂部的斜距和到達底部的斜距之差要比斜面對應(yīng)的地面距離小。所以在圖像上的斜面長度被縮短了，這種現(xiàn)象稱為透視收縮(foreshortening)?RθαSAB′B?XRsRs′ppt課件5、透視收縮與頂?shù)孜灰飘?dāng)雷達波束照射到位于雷達天線同一側(cè)的斜5、透視收縮與頂?shù)孜灰痞圈罛AS?R?X對于背向天線的地面斜坡也存在透視收縮，只不過斜面看起來被拉長當(dāng)θ＋α≤90o時，會出現(xiàn)背坡的透視收縮現(xiàn)象。收縮比：ppt課件5、透視收縮與頂?shù)孜灰痞圈罛AS?R?X對于背向天線的地面5、透視收縮與頂?shù)孜灰苨teepmountainousterrainppt課件5、透視收縮與頂?shù)孜灰苨teepmountainoust5、透視收縮與頂?shù)孜灰芶bAαθSBRsRs′

當(dāng)雷達波束到斜坡頂部的時間比雷達波束到斜坡底部的時間短的時候，頂部影像被先記錄，底部影像被后記錄，這種斜坡頂部影像和底部影像被顛倒顯示的現(xiàn)象稱頂?shù)孜灰啤ｍ數(shù)孜灰朴袝r也稱為疊掩（layover）ppt課件5、透視收縮與頂?shù)孜灰芶bAαθSBRsRs′當(dāng)雷達波束到5、透視收縮與頂?shù)孜灰芁ayovereffectsppt課件5、透視收縮與頂?shù)孜灰芁ayovereffectsppt課6、雷達陰影RadarshadowRadarshadoweffectsppt課件6、雷達陰影RadarshadowRadarshadow6、雷達陰影當(dāng)θ＋α≥90o時，在斜坡的背后有一地段雷達波束不能到達，因此地面上該部分沒有回波返回到雷達天線，從而在圖像上形成陰影。陰影的影像在呈黑色。

baθSαhh·secθ陰影的長度L與地物的高度h及側(cè)視角θ有如下的關(guān)系：

ppt課件6、雷達陰影當(dāng)θ＋α≥90o時，在斜坡的背后有一地段雷達波束二、側(cè)視雷達圖像的色調(diào)特征地面目標(biāo)在雷達圖像上的色調(diào)取決于目標(biāo)的回波功率。回波功率強，影像色調(diào)淺；回波功率弱，影像色調(diào)深。影響回波功率的因素雷達的發(fā)射功率天線功率增益雷達波長目標(biāo)的微波散射特性極化方式ppt課件二、側(cè)視雷達圖像的色調(diào)特征地面目標(biāo)在雷達圖像上的色調(diào)取決于目二、側(cè)視雷達圖像的色調(diào)特征

平臺高度側(cè)視角復(fù)介電常數(shù)雷達波長表面粗糙度目標(biāo)類型極化方式地面目標(biāo)在雷達圖像上的色調(diào)取決于目標(biāo)的回波功率。回波功率強，影像色調(diào)淺；回波功率弱，影像色調(diào)深。影響雷達圖像色調(diào)的主要因素ppt課件二、側(cè)視雷達圖像的色調(diào)特征地面目標(biāo)在雷達圖像上的色調(diào)取決于目1、平臺高度平臺高度的大小會影響微波在大氣中傳播路程的長短，從而會影響微波傳輸?shù)耐高^率。微波傳輸會受到大氣分子的吸收和散射的影響，從而產(chǎn)生衰減。微波衰減與平臺高度H成正比，平臺越高，同一目標(biāo)的影像色調(diào)越深。

ppt課件1、平臺高度平臺高度的大小會影響微波在大氣中傳播路程的長短，2、側(cè)視角側(cè)視角引起反射率變化側(cè)視角小，反射率大，影像色調(diào)淺。側(cè)視角與透視收縮、頂?shù)孜灰萍瓣幱坝嘘P(guān)側(cè)視角大，發(fā)生透視收縮、頂?shù)孜灰萍瓣幱暗目赡苄跃痛蟆ｋS著側(cè)視角的增加，方位向上的陰影效果被突出，會壓蓋許多地物而造成判讀困難。ppt課件2、側(cè)視角側(cè)視角引起反射率變化側(cè)視角與透視收縮、頂?shù)孜灰萍瓣?、復(fù)介電常數(shù)

復(fù)介電常數(shù)與物體導(dǎo)電、導(dǎo)磁性有關(guān)。復(fù)介電常數(shù)越大，反射雷達波束的作用就越強，穿透作用越小。復(fù)介電常數(shù)與物體含水量有關(guān)。含水量越大，復(fù)介電常數(shù)越大。因而色調(diào)淺。一般情況下，金屬物體比非金屬物體的復(fù)介電常數(shù)大；潮濕的土壤比干燥的土壤復(fù)介電常數(shù)大。ppt課件3、復(fù)介電常數(shù)復(fù)介電常數(shù)與物體導(dǎo)電、導(dǎo)磁性有4、表面粗糙度光滑表面有時會發(fā)生鏡面反射。如果雷達天線位于鏡面反射的方向上，可以接收到很強的回波，圖像上呈亮色調(diào)。雷達天線位于其它位置時，接收不到回波，影像呈深色調(diào)。粗糙的表面，發(fā)生方向反射或者漫反射，有較強的回波，影像的色調(diào)校淺。一般情況下，粗糙表面在圖像上是亮色調(diào)，稍粗糙表面是灰色調(diào)，光滑表面影像呈暗色調(diào)。ppt課件4、表面粗糙度光滑表面有時會發(fā)生鏡面反射。如果雷達天線位于鏡5、雷達波長雷達波長可從兩個方面影響目標(biāo)的回波功率。第一，按波長去衡量地物表面的有效粗糙度，對同一地物表面粗糙度，波長不同，其有效粗糙度