微波遥感

微

波

遥

感

技

术

和

应

用

机械工程学院

机械设计制造及其自动化

张霁

1005040221

一、遥感技术的介绍

遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。目前利用人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。它好比孙悟空的一双火眼金睛，能从云朵上看清万物根本面目，从高空感知地下和海底的宝藏。

二、微波遥感的定义

运用波长为1～1 000mm的微波电磁波的遥感技术。包括通过接收地面目标物辐射的微波能量，或接收遥感器本身发射出的电磁波束的回波信号，根据其特征来判别目标物的性质，特征和状态，包括被动遥感和主动遥感技术。微波遥感对云层、地表植被、松散沙层和冰雪具有一定的穿透能力，可以全天侯工作。

微波遥感是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用微波投射于物体表面，由其反射回的微波波长改变及频移确定其大小、形态以及移动速度的技术。

常用的微波波长范围为0. 8～30厘米。其中又细分为K、Ku、X、G、C、S、Ls、L

等波段。

微波遥感的工作方式分主动式（有源）微波遥感和被动式（无源）微波遥感。前者由传感器发射微波波束再接收由地面物体反射或散射回来的回波，如侧视雷达；后者接收地面物体自身辐射的微波，如微波辐射计、微波散射计等。

三、遥感技术的发展史

遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。

1、萌芽时期

1608年制造了世界第一架望远镜。

1609年伽利略制作了放大三倍的科学望远镜并首次观测月球。

1794年气球首次升空侦察。

1839年第一张摄影像片。

2、初期发展

1858年用系留气球拍摄了法国巴黎的鸟瞰像片。

1903年飞机的发明。

1909年第一张航空像片。

一战期间（1914-1918）：形成独立的航空摄影测量学的学科体系。

二战期间（1931-1945）：彩色摄影、红外摄影、雷达技术、多光谱摄影、扫描技术以及运载工具和判读成图设备。

3、现代遥感

1957年：前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星。

20世纪60年代：美国发射了TIROS、ATS、ESSA等气象卫星和载人宇宙飞船。

1972年：发射了地球资源技术卫星ERTS-1（后改名为Landsat Landsat-1），装有MSS 感器，分辨率79米。

1982年Landsat-4发射，装有TM传感器，分辨率提高到30米。

1986年法国发射SPOT-1，装有PAN和XS遥感器，分辨率提10米。

1999年美国发射IKNOS，空间分辨率提高到1米。

4、中国遥感事业

1950年代组建专业飞行队伍，开展航摄和应用。

1970年4月24日，第一颗人造地球卫星。

1975年11月26日，返回式卫星，得到卫星像片。

80年代空前活跃，六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目。

1988年9月7日中国发射第一颗“风云1号”气象卫星。

1999年10月14日中国成功发射资源卫星1。

之后进入快速发展期--卫星、载人航天、探月工程等…

四、微波遥感技术

分段和重组（SAR，segmentation and reassembly）是包交换通信网络中，在发

送信息包之前将其分成小单元以及在通信接收端按照合适的顺序重组的方法。信息包减小可加速其在网络中的传输，原因给定路径对特定信息包存在大小限制。在开放系统互连（OSI）模型中，传输层的两端都进行SAR。传输协议定义了相关网络所支持的最大协议数据单元（PDU）的最小规模，从而对信息包进行分段。

SAR用于异步传输模式（ATM）的通信，在TCP/IP中，这一方法称fragmentation。SAR是合成孔径雷达，是用小孔径天线通过运动和数学计算而达到大孔径雷达的测量效果的技术。sar是需要通过对多个位置的雷达信号的联合数值计算来获得结果的，sar是间接测量。

INSAR技术是一项对地观测新技术，它可以快速获取大范围内地壳垂直形变信息，是监测研究地壳垂直变形场的新手段。本研究开展了测量地壳垂直形变场探索性研究。D-INSAR系统研制和算法研究、张北—尚义地震同震形变场。

合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)是以合成孔径雷达复数影像的香味信息获取地表变化信息的技术,该技术已经开始比较广泛地应用于地形测绘、地震同震形变、地面沉降、滑坡、火山爆发、冰川运动等研究领域的探索和实践之中,并且开始在地表变形与运动研究中发挥出相当重要的作用。

五、微波遥感的应用

组件式SAR处理器（MSP）

SAR处理器的几个主要组件是预处理、距离向压缩和方位向预处理（可选）、方位向压缩和多视后处理。在预处理步骤中，处理参数是从CEOS头文件中得到的。在距离向压缩过程中，为了生成快视图，数据可能在方位向上进行了采样。方位向处理使用的是距离-多普勒算法，在处理RADARSAT数据时，需要用到二次距离向迁移处理。用户可以选择输出图像的几何关系，方位向上是否进行去斜处理。自动聚焦算法可以调整沿轨方向平台的估计速度。被处理的图像经过了以下的辐射校正：天线方向图，雷达沿轨增益变化，距离向和方位向参考函数的长度，斜距向。ERS-1、ERS-2和JERS的绝对定标常数是由主动雷达发射接收器，和ESA、NASDA处理后的定标数据交叉定标后决定的。事实表明Gamma处理器在干涉过程中保留相位。多视图像是通过单视复图像样本时域平均得到的。处理的相关参数和数据特征都存储在一个文本文件中，该文本文件可以用一些商业软件打开。对于ERS-1/2 和ENVISAT ASAR数据，该软件支持精确轨道（“Delft”，RPC，DORIS），并