常用微波波段
Ka, K, and Ku bands: very short wavelengths used in early airborne radar systems but uncommon today. X-band: used extensively on airborne systems for military reconnaissance and terrain mapping. C-band: common on many airborne research systems (CCRS Convair-580 and NASA AirSAR) and spaceborne systems (including ERS-1 and 2 and RADARSAT). S-band: used on board the Russian ALMAZ satellite. L-band: used onboard American SEASAT and Japanese JERS-1 satellites and NASA airborne system. P-band: longest radar wavelengths, used on NASA experimental airborne research system.
Duplexer ? sends and receives Receiver antenna
transmitted pulse backscattered pulse
CRT Display or Digital Recorder
b.
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微波传播示意图
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侧视雷达工作原理(真实孔径雷达)
遥感平台向前飞行，天线发射和接收雷达脉冲交替进行；在波 束宽度范围内，地面不同的地物由于距离不同而在不同的时间 反射回波。反射回波的信号记录一条图象扫描线。返回的信号 被天线接收并记录下来.
雷达成像的基本条件：雷达发射的波束照在目标不同部位 时，要有时间先后差异，这样从目标反射的回波也同时出 现时间差，才有可能区分目标的不同部位。
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微波传感器
3. 合成孔径雷达
合成孔径雷达与侧视雷达类似 , 也是在飞机或卫 星平台上由传感器向与飞行方向垂直的侧面发射信号 。所不同的是将发射和接收天线分成许多小单元 , 每 一单元发射和接收信号的时刻不同。由于天线位置不 同，记录的回波相位和强度都不同。 目的：提高图象在飞行方向的分辨率。
二. 微波遥感波段
300MHz到300GHz（波长从1mm到1m） 被无线电界划分为：甚高频(VHF)、特高频（UHF）、超 高频（SHF）和极高频（EHF）。
•地球资源应用中的常用波段：X,C，L •波长增加，穿透能力增加。 •在晴朗天气状况下，大气对于波长小于30mm的微波 略有衰减。随波长减小，衰减增大。 •波长小于10mm时，暴雨呈现强反射（用到了机载天 气探测雷达系统）
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有关术语
A：飞行方向；B：天底nadir E：方位向azimuth flight direction ； D：距离向look direction ；C：扫描宽度
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有关术语
A入射角incidence angle; B视角; C斜距Slant distance; D地距Ground distance;
一. 微波遥感分类
被动微波遥感
被动微波遥感、主动微波遥感
信号来源： 系统自身不发射微波波束，只是接收目标物发射或散 射微波辐射（用亮温表示）。 典型传感器： 传感器一般为微波辐射计，辐射精度目前约1K，空间分辨率 一般都在公里级(卫星遥感)或米级(航空遥感)。
主动微波遥感
信号来源： 系统自身发射微波辐射，并接收从目标反射或散射回 来的电磁波。 构成： 一部发射机，一部接收机，通常共用一幅天线。 典型传感器： 高度计、散射计和成像雷达。 高度计和散射计的空间分辨率较粗。
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被动与主动遥感
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微波遥感的特点
1.具有穿云透雾的能力
2.可以全天候工作 3.对地表面的穿透能力较强 4.具有某些独特的探测能力(海洋参数、 土壤水分、地下测量)
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微波辐射的特征
（电磁波）特性：
叠加：当两个或两个以上的波在空间传播时 , 如果在某点 相遇 , 则该点的振动是各个波独立引起该点振动时的叠加。
相干性：当两个或两个以上的波在空间传播，它们的频率相同，振
动方向相同，振动位相差是一个常数时。这时叠加后合成波的振幅是 各个波振幅的矢量和，这种现象称为干涉。 两波相干时，在交叠的位置，相位相同的地方，振动加强，相位 相反的地方振动抵消 , 其他位置均有不同程度的减弱。当两束微波相 干时，在微波雷达图像上会出现颗粒状或斑点状特征。
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微波辐射的特征 极化： 当电场矢量的方向不随时间变化时，称为线极化； 线极化分为：水平极化和垂直极化
水平极化：电场矢量与雷达波束入射面垂直，记作H 垂直极化：电场矢量与雷达波束入射面平行，记作V。
雷达波遇目标平面而反射，其极化状况在反射时会 发生改变。
若发射和接收的电磁波同为水平状况，则得到同极化图象HH； 若同为垂直状况，则得到同极化图象VV； 发射H，接收V，得到交叉极化图象HV； 发射V，接收H，得到交叉极化图象VH； 12
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透视收缩
a.
C-band ERS-1 depress ion angle =67 ? look angle = 23
b.
look di rect ion L-band JERS-1 depress ion angle =54? look angle = 36
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c.
X - band look di rect ion d.
极化
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微波传感器
非成像传感器：一般都属于主动遥感系统。通过发射雷达
信号，再接收回波信号测定参数，不以成像为目的 微波散射计：测量地物的散射或反射特性
雷达高度计：测量目标物与遥感平台间的距离，从而准确得 知地表高度变化，海浪的高度等参数。
根据发射波和接收波间的时间差，测出距离。
成像传感器：
获取在地面扫描所得到的带有地物信息的电磁波信号并形成 图象 微波辐射计、侧视雷达、合成孔径雷达
在沿飞行航迹方向上形成一个天线阵列，并与数据记录 和处理过程联系在一起。 在不同位置接收同一地物的回波信号，信号得到的时间 不同，相位和强度不同，形成相干影象。经过复杂的处 理，得到地面的实际影象
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合成孔径雷达原理
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合成孔径雷达原理
理论计算表明，合成孔径雷达在沿航迹方向的 分辨率为： ra =D/2
阴影(Shadow)：
当后坡坡度较大，雷达波束不能到达后坡坡面时，没有回 40 波信号产生，图象上出现暗区
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地形引起的变形：透视收缩
山上面向雷达的一面在图象上被压缩， 这一部分往往表现为较高的亮度；
坡底的收缩度比坡顶大；山坡的坡度越 大，收缩量越大。
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透视收缩
The figure above shows a radar image of steep mountainous terrain with severe foreshortening effects. The foreshortened slopes appear as bright features on the image.
电磁波在空间中的传播速度c是一定的, 当雷达在时间t1发射出一个窄脉冲,被目 标反射后,在时间t2返回, 则目标地物的距 离为: (t2-t1)*c/2
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Side-looking Airborne RADAR (SLAR) System
antenna
a.
Pulse Generator
Transmitter
第七章 微波遥感
1 概述 2 侧视雷达系统的工作原理 3 合成孔径雷达（SAR） 4 侧视雷达图象的几何特征 5 侧视雷达图象的信息特点
6 微波传感器及其遥感平台
1
7.1 概述
微波：在电磁波谱中，波长在1mm ～1m的波段范围称微波。 微波遥感：指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，通过判读 处理来识别地物的技术。
D为天线长度
遥感导论page78
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微波遥感
概述 侧视雷达系统的工作原理 合成孔径雷达（SAR） 侧视雷达图象的几何特征 侧视雷达图象的信息特点
微波传感器及其遥感平台
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斜距图象的比例尺变化
A、B、C为三个长度相等的线性地物。
斜距图象、地距图象
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雷达图象变形：距离向
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地距图象与斜距图象
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Aerial P h o to grap h
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微波辐射的特征
衍射：电磁波传播过程中，如果遇到不能透过的有限直
径的物体，会出现传播的绕行现象，即一部分辐射没有遵 循直线传播的规律而绕到障碍物的后面，这种改变传播方 向的现象称为衍射。
微波传播时会发生衍射现象。
极化（偏振性）：电磁波传播是电场和磁场交替变化
的过程，且它们的方向相互垂直。 电场常用矢量表示，矢 量必定在与传播方向垂直的平面内。矢量所指的方向可能 随时间变化，也可能不随时间变化。
距离向变形
上图：左侧地物压缩
下图：恢复（地距图象）
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地形畸变 透视收缩（foreshortening）：
山上面向雷达的一面在图象上被压缩，这一部分往往表现 为较高的亮度； 坡底的收缩度比坡顶大；山坡的坡度越大，收缩量越大。
叠掩(Layover)：
当面向雷达的山坡很陡时，出现山顶比山底更接近雷达的 情况，因此，在图象的距离方向，山顶和山底的相对位置 颠倒； 收缩度：坡顶的收缩度比坡底大
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微波遥感
概述 侧视雷达系统的工作原理 合成孔径雷达（SAR） 侧视雷达图象的几何特征 侧视雷达图象的信息特点