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合成孔径雷达,遥感原理与应用
载天气探测雷达系统)
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辽宁工程技术大学
雷达遥感波段
ERS及RADARSAT利用C波段,日本的JERS利用L波段。 C波段 可以用来对海洋及海冰进行成像,而L波段可以更深地穿透 植被,所以在林业及植被研究中更有用。
较长的波长可以穿透的 更深,在冠层、树干及 土壤间发生多次散射。
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合成孔径雷达(SAR)的基本概念
CCRS, Canada
1996
- RADARSAT-1, C HH
2007,12
Radarsat-2,
C Q辽ud宁Po工l 程技术10大学
内容提要
1 合成孔径雷达(SAR)的基本概念 2 SAR的基本原理与方法 3 SAR的应用领域和优势 4 SAR的发展方向与研究热点
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同一地区的光学图像(云的干扰严重)与SAR图像
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机载SAR系统
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星载SAR系统
1978 Seasat L HH
1981, SIR-A L HH
1984, SIR-B L HH
2000, SRTM,InSAR 1994, SIR-C/X-SAR C Wide Swath 1990,Magellan L,C Qud Pol, X VV X narrow, Hi Res
7.5-15.0
4.0-2.0
15.0-30.0
2.0-1.0
30.0-100
1.0-0.3
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雷达遥感波段
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(用于机
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合成孔径雷达(SAR)的基本概念
波段名称 Ka K Ku X C S L P
常用雷达遥感波段表
波长(cm) 频率区间(GHz)
0.75-1.18
40.0-26.5
1.19-1.67
26.5-18.0
1.67-2.4
18.0-12.5
2.4-3.8
12.5-8.0
3.9-7.5
8.0-4.0
1991, ERS-1 C VV
1996, ERS-2 C VV
NASDA, Japan
1992 JERS-1 L HH
2002,ENVISAT ASAR C, Mutli-POL
2007,COSMO-SkyMed 2007, TerraSAR
2006 ALOS-PALSAR L, Multi Pol
脉冲宽度
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有关术语(1)
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(2)
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A: 入射角
incidence angle;
B: 视角; C: 斜距
Slant distance;
2 SAR的基本原理与方法
侧视雷达 侧视雷达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,发射一个窄的波束,覆盖地 面上这一侧面的一个条带,然后接收在这一条带上 地物的反射波,从而形成一个图像带。随着飞行器 前进,不断地发射这种脉冲波束,又不断地接收回 波,从而形成一幅一幅的雷达图像。
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。与地理科学学院
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内容提要
1 合成孔径雷达(SAR)的基本概念 2 SAR的基本原理与方法 3 SAR的应用领域和优势 4 SAR的发展方向与研究热点
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1 合成孔径雷达(SAR)的基本概念
雷达(Radar) Radar– Radio Detection and Ranging 无线电 探测 和 测距
合成孔径雷达(SAR) SAR – Synthetic Aperture Radar 合成 孔径 雷达
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合成孔径雷达(SAR)的基本概念
雷达是主动遥感,一般工作在微波(射频)波段, 可分为成像雷达和非成像雷达。
成像雷达又可分为真实孔径雷达(RAR,SLAR, 也叫机载侧视雷达)和合成孔径雷达(SAR)。
合成孔径雷达分类:
条带式,Stripemap; 扫描式,ScanSAR; 聚束式,Spotlight Mode; 干涉式,Interferometry; 逆合成孔径,Inverse SAR; 斜视,Squint; 地面动目标指示,GMTI,Ground Moving Target Indicator.
SAR原始数据及其相应的SAR图像 (北京·颐和园·2009.9·RADARSAT-2)
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合成孔径雷达(SAR)的基本概念
SAR图像及其相应的光学影像 (北京·颐和园·2009.9·RADARSAT-2;2009.6·Quick Bird)
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合成孔径雷达(SAR)的基本概念
φ越大, Pg越大,分辨率越低 【距离越近,距离向分辨率越低】
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理论上讲,斜距分辨率 等于脉冲宽度的一半
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有关术语(5)
距离分辨率 计算示例: 设俯角50,脉冲宽度0.1s
则距离分辨力 Pg = 0.5 c /cos
Pg = 0.5 0.110-6(s) 2.998 108(m/s)/cos 50 = 0.5 0.1 2.998 / 0.642788 100 = 23.2m
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侧视雷达工作原理
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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侧视雷达工作原理
发一个脉冲,陆续 收到一连串回射, 而且回射的特性 随地物不同而异
飞行方向
D: 地距
Ground distance;
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有关术语(3)
A: 近射程
near range
B: 远射程
far range
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有关术语(4)
距离分辨率
在侧视方向的分辨率(在垂 直于航向方向的分辨力)
Pg=c× /2cosφ
脉冲持续期(脉冲宽度,
时间s), φ俯角,c光速。