合成孔径雷达
图10-2显示了在500km刈幅的宽扫描工作方式( SCANSAR Wide Mode )下, RADARSAT 星上合成孔径雷达( SAR)在一天内的地面扫描覆盖。
图10-3显示了RADARSAT星上合成孔径雷达( SAR)1998年9月29日监 测到的溢油在海表面分布图像。
图10-4显示了的描述合成孔径雷达 SAR(Synthetic Aperture Radar )观测陆地和 海洋的几何。
§10.1 合成孔径雷达简介(Introduction to
Synthetic Aperture Radar )
§10.1.1 加 拿 大 的 雷 达 卫 星 和 星 载 合 成 孔 径 雷 达 (Canada's RADARSAT & Onboard SAR)
§10.1.2 合 成 孔 径 雷 达 的 分 辨 率 ( Resolution of Synthetic Aperture Radar )
? ψ: 雷达波束与卫星飞行方向之间的夹角,即方位角( azimuth angle of radar beam from satellite moving direction )
? δψ :方位角分辨率( azimuth angle resolution )
? Ω:被散射的雷达信号的多普勒频率(单位是 Hz)(Doppler frequency of scattered radar signal )
(azimuth resolution on the surface generated by Doppler effect
)
? r: 从卫星到探测点的距离(单位是 m)(range from satellite to the detected area )
? c : 电磁波的速度即光速(单位是 m﹒s-1)(velocity of light )
? 图10-1显示了加拿大的雷达卫星 RADARSAT 携带的合成孔径雷达( SAR)对地 面扫描的几种方式。 RADARSAT 携带有C波段5.3 GHz水平极化的合成孔径雷达 SAR。
? 标准工作方式( Standard Mode ),宽视场工作方式( Wide Mode ),精细分辨率 工作方式( Fine Resolution Mode ),狭窄扫描工作方式( SCANSAR Narrow Mode ),宽扫描工作方式( SCANSAR Wide Mode ),扩展的高入射角工作方式 (Extended High Mode ),扩展的低入射角工作方式( Extended Low Mode )
? 加拿大的雷达卫星( RADARSAT )采用圆形、太阳同步轨道,经过“降 轨点”(descending node )的当地时间是 18:00 左右,卫星飞行高度 (altitude )是798 km ,轨道平面的倾角( inclination )是98.6°,轨道 周期(orbit period )是100.7 minutes ,每天运行 14又 7/24 个轨道周期, 循环周期( recurrent period )是24 days ,子循环周期( sub-cycles ) 是7 days 和3 days ,全球覆盖( global coverage )的再访问时间 (revisit time )是4或5 days ,北美洲覆盖的再访问时间( revisit time ) 是3 days 。
? 由于合成孔径雷达(SAR)工作在微波波段,即使在 黑夜也能正常工作,它发射的微波还可以穿透云层, 因而不受恶劣天气的影响。这种全天候、全天时和高 分辨率的海洋观测优势是可见光和红外传感器及其它 微波传感器所没有的。
§10.1.1 加拿大的雷达卫星和星载合成孔径雷达 (Canada 's RADARSAT & Onboard SAR )
? 当合成孔径雷达对地球表面扫描的时候,雷达波束( radar beam )达到 地面,经反射( reflection )和后向散射( backscatter )返回的电磁波 被雷达接收。接收后的信号经过数字化处理变成数字资料( digital data ),这些数字资料包含着被探测点的斜率( slope )和粗糙度 (roughness )信息。每个探测点的数据代表一个像素( pixel=picture element ),许多像素合成一个二维图像( image )。
与合成孔径雷达观测陆地和海洋的几何学有关的变量
? δy :由雷达脉冲宽度确定的海面的距离分辨率(单位是 m)(range resolution on the surface determined by pulse width )
? δx :由多普勒效应产生的方位分辨率( azimuth resolution )(单位是 m)
第十章 合成孔径雷达 (Synthetic-Aperture Radar )
§10.1 合成孔径雷达简介( Introduction to Synthetic Aperture Radar ) §10.2 合成孔径雷达的原理( Principle of Synthetic-Aperture Radar ) §10.3 合成孔径雷达的应用( Application of SAR)
合成孔径雷达
? 合成孔径雷达(SAR)是一种主动式微波成像雷达, 通过测量海面后向散射信号的幅值及其时间相位,并 通过适当的处理后,能产生标准化后向散射截面 (NRCS)的图像。
? 标准化后向散射截面(NRCS)携带着海面信息,它 反映了雷达观测到的海面粗糙度。这种图像能极为详 细地显示出海面空间细节的变化,其分辨率为几米到 几十米的量级。
? τ: 雷达脉冲持续时间(单位是 s)(radar pulse duration )
? Δr = c τ:雷达发出的脉冲宽度(单位是 m)(pulse width transmitted by radar )
? θ: 雷达波Biblioteka 与垂直方向之间的夹角,即入射角( incidence angle measured from vertical )