合成孔径雷达

合成孔径雷达简介三大队一营姜鑫李欣远1目录23合成孔径雷达简介合成孔径雷达原理应用与发展趋势合成孔径雷达是什么合成孔径雷达是什么合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率成像雷达，可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。和其他大多数雷达一样，合成孔径雷达通过发射电磁脉冲和接收目标回波之间的时间差测定距离，其分辨率与脉冲宽度或脉冲持续时间有关，脉宽越窄分辨率越高。早期的成像雷达在早期研究雷达成像系统时采用的是真实孔径雷达系统，成像及处理系统比较简单。但它的方位分辨率要受到天线尺寸的限制。要想用真实孔径雷达系统获得较高的分辨率，就需要较长的天线。但是所采用天线的长短往往又受制于雷达系统被载平台大小的限制。随着雷达成像理论，天线设计理论、信号处理、计算机软件和硬件体系的不断完善和发展，合成孔径雷达的概念被提出来。合成孔径雷达基本原理合成孔径雷达原理合成孔径雷达利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向双向高分辨率遥感成像的雷达系统。合成孔径雷达系统的成像原理简单来说就是利用目标与雷达的相对运动，通过单阵元来完成空间采样，以单阵元在不同相对空间位置上所接收到的回波时间采样序列去取代由阵列天线所获取的波前空间采样集合。只要目标被发射能量波瓣照射到或位于波束宽度之内，此目标就会被采样并被成像。合成孔径雷达原理多普勒频移：当雷达沿轨道飞行时,被成像的地面目标与雷达间存在相对运动,因而被地面反射回来的雷达脉冲频率产生漂移。合成孔径雷达正是利用多普勒频移现象来改善雷达成像的方位向分辨率的。其方位分辨率与波长和斜距无关，是雷达成像技术的一个飞跃，因而具有巨大的吸引力，特别是对于军事和地理遥感的应用更是如此。合成孔径雷达分类根据雷达载体的不同，可分为星载，机载和无人机载等。根据视角不同，可以分为正侧视、斜视和前视等。根据工作方式不同，又可以分为条带式，聚束式，扫描式等。条带式聚束式扫描式国外典型合成孔径雷达系统德国放大镜系统（5颗）以色列TecSar印度RISAT-2意大利COSMO-SkyMed星座(4颗)发射时间2006～2009年2008年1月2009年4月2007～2008年频段X波段X波段多波段X波段分辨率/m0.5~1111工作模式聚束式、条带式、扫描式广域覆盖、条带式、点状式、马赛克式多模式多模式用途全天时、全天候侦察能力军事情报搜集、敌方重点设施监视军事监视农林业、城市规划、灾害管理、环保合成孔径雷达应用合成孔径雷达应用战略应用：全天候全球战略侦察，全天候海洋军事动态监视，战略导弹终端要点防御的目标识别与拦截，战略导弹多弹头分导自动导引，轨道平台开口的识别与拦截，对战略地下军事设施的探测。战术应用：全天候重点战区军事去态监视，大型坦克群的成像监视，反坦克雷场的探测。特种应用：强杂波背景下的目标识别，低空与超低空目标的探测与跟踪，精密测向与测高，隐形目标散射特性的静态和动态测量等。军用：ThisisVideoSARfootageofagateatKirtlandAirForceBase.Thevideoshowsvehicletrafficmovingthroughthegateinallmotionsanddirections.ThisVideoSARfootageisfromasolartoweratSandia.Itclearlyshowsfinedetailsaboutthesolartowerandsurroundingobjects.合成孔径雷达应用在地质和矿物质资源勘探方面，用来普查地质结构，研究地质、岩石及矿物分布。在地形测绘和制图学方面，可用来测绘大面积地形图，对常年被浓雾和云层覆盖的区域尤其有效。在海洋运用方面，可用来研究大面积海浪特性、海洋冰分布、海洋污染，测绘海洋图。民用：合成孔径雷达应用在水资源方面，可用来测定土壤湿度，估定降雨量，研究湖泊冰覆盖、地面雪覆盖等情况。在农业和林业，可用于鉴别农作物，研究农作物生长状态，估计农业产量，研究自然植被分布、森林覆盖，估计森林灾情等。在天文学方面，已使用合成孔径雷达获取近70%的金星表面图象，将成为研究象金星和土卫六这样常年被云层覆盖的星体的有效工具。民用：合成孔径雷达发展趋势合成孔径雷达发展方向多参数合成孔径雷达干涉式合成孔径雷达动目标检测与动目标成像技术小型化技术和星座对地观测技术实时信号处理和先进的成像技术多参数合成孔径雷达系统多参数包含多极化、多频段及多视角等内容。当合成孔径雷达系统发射不同波段、不同极化的电磁波且电磁波以不同入射角照射地物时，合成孔径雷达系统会接收到不同的地物微波散射信息。不同的极化方式能使被探测的地物具有不同的电磁响应，即具有不同的后向散射特性，地物层次变化对比亦不相同。采用多极化方式可以显著改善信号和图像的详细性和可靠性。干涉合成孔径雷达干涉式合成孔径雷达技术是在合成孔径雷达基础上发展起来的一种新技术。普通合成孔径雷达的一个很大缺点是对地球表面的三维目标只能产生二维的雷达图像。采用干涉模式的合成孔径雷达系统可以实现地形(高程)测绘。干涉式合成孔径雷达技术已经成为一个新的科研热点。谢谢欣赏SyntheticApertureRadar