合成孔径雷达sar孔径合成原理
SAR合成孔径雷达图像点目标仿真报告(附matlab代码)
SAR 图像点目标仿真报告徐一凡1 SAR 原理简介合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar .简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。
它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率.利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率.从而获得大面积高分辨率雷达图像。
SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后.雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：2r rCB ρ=.式中r ρ表示雷达的距离分辨率.r B 表示雷达发射信号带宽.C 表示光速。
同样.SAR 回波信号经方位向合成孔径后.雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定：aa av B ρ=.式中a ρ表示雷达的方位分辨率.a B 表示雷达方位向多谱勒带宽.a v 表示方位向SAR 平台速度。
在小斜视角的情况下.方位分辨率近似表示为2a Dρ=.其中D 为方位向合成孔径的长度。
2 SAR 的几何关系雷达位置和波束在地面覆盖区域的简单几何模型如图1所示。
此次仿真考虑的是正侧视的条带式仿真.也就是说倾斜角为零.SAR 波束中心和SAR 平台运动方向垂直的情况。
图1 雷达数据获取的几何关系建立坐标系XYZ 如图2所示.其中XOY 平面为地平面；SAR 平台距地平面高H.以速度V 沿X 轴正向匀速飞行；P 点为SAR 平台的位置矢量.设其坐标为(x,y,z)； T 点为目标的位置矢量.设其坐标为(,,)T T T x y z ；由几何关系.目标与SAR 平台的斜距为：(R PT x ==(1)由图可知：0,,0T y z H z ===；令x vs =⋅.其中v 为平台速度.s 为慢时间变量（slow time ）.假设T x vs =.其中s 表示SAR 平台的x 坐标为T x的时刻；再令r =r 表示目标与SAR 的垂直斜距.重写(1)式为：(;)PT R s r = =(;)R s r 就表示任意时刻s 时.目标与雷达的斜距。
一般情况下.0v s s r-<<.于是通过傅里叶技术展开.可将(2)式可近似写为：220(;)()2v R s r r s s r=≈+- (3)可见.斜距是s r 和的函数.不同的目标.r 也不一样.但当目标距SAR 较远时.在观测带内.可近似认为r 不变.即0r R =。
第3章 合成孔径原理
一、SAR概念
ERS–1/2 SAR Antenna L: 10 m D: 1 m Altitude: 785 km, sun-synchronous orbit Ground Velocity: 6.6 km/s Look Angle: Right 17-23 (20.355 mid-swath) Slant Range: 845 km (mid-swath) Frequency: C-Band(5.3GHz, 5.6 cm) Footprint : 100 km x 5 km
奥地利，比利时，加拿大， 丹麦，法国，芬兰， 德国， 意大利，挪威，西班牙， 瑞典，瑞士，荷兰和英国
二、成像雷达的发展与现状
有效载荷：2050公斤 设计寿命：5年--10年 星上仪器数量 10 轨道： 太阳同步 轨道高度：800公里 轨道倾角 98° 单圈时间 101分钟 重复周期 35天 ENVISAT卫星－ASAR
一、SAR概念
ERS–1/2 SAR
Sampling Rate: 18.96 MHz Pulse duration: 37.1 s Sampling Duration: 300 s (5616 samples) PRF: 1700 Hz Data Rate: 105 Mb/s(5bit/sample)
二、成像雷达的发展与现状
SAR 的发展 8) 1988年和91年，使用大力神号航天飞机发射了军用 的“长曲棍球”(Lacrosse)雷达卫星。 分辨率高达1m，公开资料很少 9) 1991年和95年，欧洲空间局分别成功发射了 ERS-1和ERS-2，2000年发射了Envisat卫星 10) 1995年加拿大发射了RadarSat-1卫星，工作模式 最多，波束方式最多的雷达卫星。分辨率8m。
合成孔径雷达
欧空局(ESA)
欧空局分别于1991年7月和1995年4月,发射了欧洲遥感卫星(European Remote Sensing Satellite, ERS) 系列民用雷达成像卫星:ERS-1和ERS-2,主要用于对陆地、海洋、冰川、海岸线等成像。卫星采用法国Spot-I和 Spot-Ⅱ卫星使用的MK-1平台,装载了C波段SAR,天线波束指向固定,并采用VV极化方式,可以获得30 m空间分辨率 和100 km观测带宽的高质量图像。Envisat是ERS计划的后续,由欧空局于2002年3月送入太空的又一颗先进的近 极地太阳同步轨道雷达成像卫星。Envisat上所搭载的ASAR是基于ERS-1/2主动微波仪(AMI)建造的,继承了ERS-1 /2 AMI中的成像模式和波束模式,增强了在工作模式上的功能,具有多种极化、可变入射角、大幅宽等新的特性, 它将继续开展对地观测和地球(ESA)
意大利 德国
俄罗斯 加拿大航天局(CAS)
日本 以色列
美国宇航局(NASA)
在Seasat-A取得巨大成功的基础上,利用航天飞机分别于1981年11月、1984年10月和1994年4月将Sir-A、 Sir-B和Sir-C/X-SAR3部成像雷达送入太空。Sir-A是一部HH极化L波段SAR,天线波束指向固定,以光学记录方式 成像,对1000 ×104 km2的地球表面进行了测绘,获得了大量信息,其中最著名的是发现了撒哈拉沙漠中的地下古 河道,显示了SAR具有穿透地表的能力,引起了国际学术界的巨大震动。产生这种现象的原因,一方面取决于被观测 地表的物质常数(导电率和介电常数)和表面粗糙度,另一方面,波长越长其穿透能力越强。Sir-B是Sir-A的改进型, 仍采用HH极化L波段的工作方式,但其天线波束指向可以机械改变,提高了对重点地区的观测实效性。Sir-C/X-SAR 是在Sir-A, Sir-B基础上发展起来的,并引入很多新技术,是当时最先进的航天雷达系统:具有L、C和X3个波段, 采用4种极化(HH, HV, VH和VV),其下视角和测绘带都可在大范围内改变。
ds-insar技术原理 -回复
ds-insar技术原理-回复DSinsar技术原理DSinsar（Differential Synthetic Aperture Radar Interferometry）技术是一种利用合成孔径雷达干涉测量地表形变的技术。
它通过对空间两个或多个时刻的雷达影像进行差分处理，可以获取地表物体在两个时刻之间的形变情况。
DSinsar技术是精确、高效且不受受污染等因素影响的形变监测手段之一。
1. 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）技术简介合成孔径雷达是一种利用微波波段进行成像的无源遥感技术。
它通过发射连续波照射地表，接收地表反射回来的雷达信号，并通过波传动时间和波传动路径的变化来探测地表特征。
相比于光学遥感技术，SAR技术具有天气无关、可以在白天和夜晚进行观测等优势。
2. 干涉合成孔径雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR）技术原理干涉合成孔径雷达技术是一种通过对两个或多个重复观测的雷达影像进行相位差分处理，获取地表形变信息的技术。
该技术利用雷达波传播过程中被地表物体散射的功用实现形变的测量，即通过监测两个或多个时刻地表的相位变化来获取地表的形变信息。
3. DSinsar技术原理DSinsar技术基于InSAR技术，通过对两个或多个时刻的雷达影像进行差分处理，可精确测量地表形变。
其核心思想是对多期SAR影像进行叠加和相位差分，得到相位差值。
这种差分处理的优势在于可以消除大部分卫星轨道和大气等方面的误差，从而获得较高的形变精度。
4. DSinsar技术步骤（1）数据获取：首先需要获取多期的SAR影像数据，通常需要考虑不同季节、不同天气等多个时刻的数据，以便对地表形变进行更全面的监测。
（2）数据预处理：对获取的SAR影像进行预处理，包括几何校正、辐射校正和滤波等步骤，以确保后续处理的准确性和可靠性。
（3）相位解缠：由于地表形变通常引起相位延迟，因此需要对相位进行解缠，以获取准确的相位差值。
光sar融合原理
光sar融合原理
光SAR（Synthetic Aperture Radar）融合是将光学遥感和合成孔径雷达技术相结合的一种数据融合方法。
光学遥感主要通过获取地物反射或辐射的电磁波能量来进行地物识别和监测，而合成孔径雷达则利用雷达发射的微波信号与地物相互作用，通过接收回波信号分析地物特征。
光SAR融合原理是将光学遥感图像和合成孔径雷达图像进行配准和融合，以获得更详细、全面的地物信息。
具体步骤包括以下几个方面：
1. 数据获取：同时获取光学遥感图像和合成孔径雷达图像，并确保两种数据在时间和空间上具有一定的重叠。
2. 配准：通过图像配准算法将光学遥感图像和合成孔径雷达图像进行精确对准，保证它们在空间上一一对应。
3. 融合算法：将配准后的光学遥感图像和合成孔径雷达图像进行融合。
常用的融合方法包括基于像素级的直接融合、基于特征提取的融合和基于决策级的融合等。
4. 结果分析：对融合后的图像进行分析和解译，以获取更准确、全面的地物信息。
可以利用融合后的图像进行地物分类、目标检测、地貌分析等应用。
光SAR融合技术可以克服光学遥感和合成孔径雷达各自的局限性，同时利用它们相互补充的特点，提供更丰富的地物信息。
这对于资源环境调查、灾害监测、军事侦察等领域具有
重要意义。
合成孔径
发射信号的线性相位
1 t
与距离有关的常数相位
2
飞机运动产生的二次相位
4 R0
2
3
2 ( X 0 X p )
R0
如果令Xo=V*to，Xp=V*t，则有
3
2 V (t t0 )
2
2
R0
4 R0 2 V (t t0 )
2 2
将相位对时间求导数，再除以360度，即得回波 信号的瞬时频率：
从目标散射回来的回波脉冲数N与三个因素有关： • 天线的发射脉冲的周期Tr
• 雷达的运动速度Va
• 波束在目标P点处的直线长度Ls
Ls R
Ts N Ts Tr Ls Va Ls Va .Tr 1 Ls x 1
1
图 阵列天线的概念
如果从目标P散射回来的N个脉冲回波的相位关系与 实际小天线元所接收到的信号的相位关系完全一样，必 须注意它是往返的双程差，则合成天线的波束角应为：
合成孔径雷达原理
回波信号的特性
合成孔径的匹配滤波
合成孔径的相关处理
图 合成孔径雷达空间几何关系
飞机以Va的速度沿X方向作匀速直线飞行，飞行高度为 H，机载雷达天线以规定的高低角向航线正侧方向地面发射 无线电波。设其垂直波束，方位波束角，测绘带宽，最大 合成孔径长度(远距点)，最小合成孔径长度(近距点)。
f Dc
2
( s sc )
fr
4
( s sc )
2
距离迁移是SAR处理中必然出现的现象，距离迁移为
R R( s) R0
虽然距离迁移是SAR处理中必然出现的现象，但它的 大小随系统参数不同而变化，并不总需要补偿。通常认 为，如果最大距离迁移值不大于四分之一个距离分辨单 元，则距离迁移不需要补偿，即：
SAR原理及回波模拟
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar , SAR)原理SAR 是通过采用合成孔径原理来提高其方位向的空间分辨率。
有关SAR 原理的解释包括：孔径合成、匹配滤波、相关接收、多普勒波束锐化、合成天线阵列和微波全息技术等。
这些解释尽管形式上有所变化，但其实质并没有太多的变化，其数学模型都可以归纳为两维傅立叶变换。
总的来说，SAR 原理的基础是合成孔径。
合成孔径包含两个过程:第一，回波多普勒信号的形成和记录过程，即由被测地域的微波散射场到形成与之对应的被雷达接收到的电信号的过程;第二，成像过程，由电信号重建被测地域的散射场或得到被测地域图像的过程。
SAR 是利用雷达平台和被观测目标间的相对运动，在一定积累时间内，将雷达在不同空间位置上接收的回波信号进行相干处理，获得目标的方位向高分辨率，结合距离向高分辨技术，获得目标的二维雷达图像。
由于SAR 具有对目标进行成像和识别能力，其在微波遥感领域得到了广泛的应用和发展。
真实孔径雷达的角度分辨率由雷达主波束宽度决定，天线越长，雷达波束越窄，角度分辨率越高。
但对于机载或星载雷达而言天线尺寸不可能很大，因此利用实孔径雷达进行成像，难以获得高的分辨率。
SAR 的距离向高分辨特性通过发射大的时间-带宽积信号，利用脉冲压缩技术实现；方位向高分辨特性则利用多普勒效应，通过匹配滤波或频率分析实现。
图1(a)所示为真实孔径雷达波束示意图，长度为a D 的真实天线，其角度分辨率为a D /dB 3λθ= (1)式中，λ为雷达发射信号波长。
在斜距为R 处的方位分辨率为a real D R R /dB 3λθρ== (2)可见，真实孔径雷达的方位分辨率与发射信号波长、斜距、天线长度有关。
长度为a D 的天线随载体平台以速度V 运动，天线以等时间间隔PRT T 发射并接收相干脉冲，相干积累时间为a T 。
由此，在空间中形成了长度为a VT L =的合成孔径，孔径内阵元间隔为PRT VT L =∆。
合成孔径雷达原理(SAR) 共37页PPT资料
归一化以后有： sr(t)ejtej4R0 ej2(x aR 0xp)2
这里， c f0
取实部后有： sr(t)cost4R02(xaR 0xp)2
这个信号的相位部分由三项组成： 12 3 1 ：原始发射信号的一次相位（线性相位）； 2 ：是随R0而变的相位项，但与时间无关。对同一
相位为 i t-Kat2
d dt
i
2Kat
0
2Kat (t)
驻定相位点的时刻tk为：
tk
2 Ka
tk
S()= a(t)ej(tKat2)dt
tk
表示驻定相位点tk附近的时刻。
把相位项 t- Ka t2在驻定相位点tk展成幂级数， 用 ( t ) 表示回波信号的相位 K a t 2 ，有
t
回波信号相位 （二次相位）
点目标p引起的Doppler有一个范围，以 t t 0为中
心向正负两方向变化。当 t t 0 时，天线位置正好
处在p点与航线的垂直斜距点 f d 0 ；在 t t 0
时刻以前，t t0 0 f d 0，其最大值发生在：
t
t0
Lvsa/2t0
合成孔径雷达原理
§1 合成孔径雷达原理 机载合成孔径雷达的几何关系如图所示：
x
θα
R0
θr Ls
W
θr h
W
x θα
Lmin R p R0 Lmax
飞机以速度va沿x方向匀速直线飞行，飞行高度为 h，机载雷达的天线以规定的俯角向航线正侧方 向地面发射无线电波。垂直波束角为θr，航向波 束角为θα，测绘带宽为W，最大合成孔径长度为： Lmax，最小合成孔径长度为： Lmin。被测目标为 一理想点目标p，p点与航线x的垂直斜距为R0。 取航线x和R0所构成的平面为坐标平面。
合成孔径雷达SAR课件
利用SAR系统的高分辨率特性 ，对敌方活动进行侦查，提供
详细情报。
目标识别与跟踪
通过SAR图像的纹理、形状等特征 提取，实现对敌方目标的识别与方导弹发射的早 期预警，引导己方导弹进行拦截。
SAR在环境监测领域的应用
大气环境监测
通过对SAR图像的分析，监测大 气污染源、污染物扩散等情况。
合成孔径雷达sar课件
目录
• SAR系统概述 • SAR成像算法 • SAR图像处理 • SAR系统性能评估 • SAR系统应用与发展趋势
01
SAR系统概述
SAR定义及特点
定义
SAR，全称合成孔径雷达，是一种雷达成像技术，利用飞行 器平台携带的雷达在空间中扫描，通过合成孔径技术对地面 目标进行成像。
反射信号
地面目标反射信号回到雷 达接收机。
数据处理
雷达接收机将反射信号进 行处理，生成图像。
02
SAR成像算法
距离-多普勒算法
线性调频（Linear Frequency Modulation，LFM）信号：用于产生具有大带宽的 信号，通过改变频率增量来实现目标距离和速度的测量。
成像处理步骤：收发雷达信号、信号接收、信号处理、图像生成等。
分辨率和速度分辨率
算法对目标和速度具有较高的分辨率和速度分辨率。
成像处理中的其他关键技术
成像处理中的数字波束形成（DBF）技术
通过对多个接收天线接收到的信号进行加权和相位调整，实现波束指向控制和目标信号增强。
成像处理中的动目标检测与跟踪技术
通过对回波信号进行频谱分析和目标跟踪，实现动目标的检测和跟踪。
成像处理中的杂波抑制技术
通过采用滤波器、空域滤波等技术，抑制杂波干扰，提高图像质量。
SAR原理
两个目标
A
B
发射脉冲 回波A+B
发射脉冲
回波A
回波B
脉冲压缩后
脉冲压缩提高距离分辨率
脉冲压缩技术
脉冲压缩比 k＝Bτ —— 时间带宽积 ＝
cτ c ρR = = 2k 2 B
例如： ＝ 微秒 微秒， B＝150兆赫兹 例如： τ＝1微秒， ＝ 兆赫兹 k＝Bτ＝150， ρR＝1米 米 则： ＝ ＝ ，
基 本 定 义
雷达： 雷达：通过辐射电磁能量并检测反射的能量来检测 目标的设备 检测：通过检测反射信号，获取目标的特性： 检测：通过检测反射信号，获取目标的特性： • 雷达截面积或散射系数 • 目标与雷达的距离 • 目标的速度 • 目标的极化特性 • 目标的形状 目标的形状——图像 图像 目标： 目标：能反射电磁能量的物体
……
副瓣
副瓣
副瓣
主瓣 主瓣宽度
副瓣
副瓣
副瓣
……
图2.7 天线方向图
3 合成孔径雷达原理
合成孔径雷达的几种观点
• 波束锐化观点： 波束锐化观点：
利用多普勒过程把天线方位向波束压窄
• 脉冲多普勒观点：用多普勒滤波区分方位不同位置的目标 脉冲多普勒观点： • 合成孔径观点： 合成孔径观点： • 匹配滤波观点： 匹配滤波观点： • 全息观点： 全息观点：
SAR的特点 的特点
• • • • • • • • • • • SAR是成像雷达，可得到高分辨率的雷达图像 是成像雷达， 是成像雷达 理论分辨率与距离无关 全天时──能日夜工作 主动式遥感设备） 能日夜工作（ 全天时 能日夜工作（主动式遥感设备） 全天候──能在阴 能在阴、 全天候 能在阴、雨天工作 对植被、 对植被、伪装及地表层有一定的穿透能力 对船舶、飞机、坦克、 对船舶、飞机、坦克、导弹等金属目标发现能力很强 对水域和陆地区分能力很强 能清晰地显示地质结构（特别是线性结构） 能清晰地显示地质结构（特别是线性结构） 能进行地形高度的测绘──干涉 干涉SAR三维成像 能进行地形高度的测绘 干涉 三维成像 能对运动目标进行显示和成像——动目标显示和成像 能对运动目标进行显示和成像 动目标显示和成像 侧视工作──载机可在远离敌方的上空进行侦察 侧视工作 载机可在远离敌方的上空进行侦察 雷达阴影增加区别目标的能力
SAR合成孔径雷达卫星数据
公司地址：北京市丰台区南三环万柳桥宝隆大厦1－1626
电话：4006019091 010－57113949
北京揽宇方圆信息技术有限公司
图： 条带模式
3.2 扫描模式-ScanSAR
扫描模式是共享多个独立 sub-swaths 的操作时间，最后获取一个完整的图像覆盖区域。它 能解决 Stripmap 模式较小的刈幅。
图： 距离向和方位向示意图 距离向分辨率（Range Resolution） 垂直飞行方向上的分辨率，也就是侧视方向上的分辨率。距离向分辨率与雷达系统发射的脉 冲信号相关，与脉冲持续时间成正比：
Res( r) = c*τ/2 其中 c 为光速，τ为脉冲持续时间。
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图： SAR 成像原理示意图
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2.SAR 几个重要的参数
为了更好的理解 SAR 和 SAR 图像，需要知道几个重要的参数。
2.1 分辨率
SAR 图像分辨率包括距离向分辨率（Range Resolution）和方位向分辨率（Azimuth Resolution）。
欧空 局
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图：聚束模式
4.当前主流星载 SAR 系统
系统
发射 时间
波极 段化
图幅宽度 （KM）
ENVISAT-ASAR
2002 C VV 100-400
分辨率 （米）
重复 周期
国家 /机 构
机载sar成像原理
机载sar成像原理机载合成孔径雷达（SAR）是一种通过飞机或卫星上的雷达系统进行成像的技术。
它利用雷达波束的运动来合成一个大孔径，从而获得高分辨率的图像。
机载SAR成像原理基于雷达的回波信号，通过分析回波信号的相位和幅度信息，可以获取地表目标的位置、形状和散射特性。
机载SAR系统由发射机、接收机、天线和数据处理单元组成。
发射机产生一系列脉冲信号，并通过天线发射出去。
当这些脉冲信号遇到地表目标时，一部分信号被目标散射回来，称为回波信号。
接收机接收到回波信号，并将其传送到数据处理单元进行处理。
机载SAR成像原理的关键在于波束的合成。
波束是指雷达发射出的一束电磁波，它的方向和形状决定了成像的范围和分辨率。
机载SAR系统通过改变飞机或卫星的运动状态，使得波束在不同位置上扫描地表目标。
通过记录每个位置上的回波信号，可以合成一个大孔径，从而获得高分辨率的图像。
在机载SAR成像过程中，需要考虑多种因素。
首先是雷达波束的形状和方向。
波束的形状可以是圆形、椭圆形或矩形，而波束的方向可以是正向、逆向或侧向。
不同的波束形状和方向对成像结果有着不同的影响。
其次是雷达波的频率和极化方式。
频率决定了雷达波的穿透能力和分辨率，而极化方式则决定了回波信号的散射特性。
最后是地表目标的散射特性。
不同的地表目标对雷达波的散射特性不同，这也会影响到成像结果的质量。
机载SAR成像原理的应用非常广泛。
它可以用于地质勘探、环境监测、军事侦察等领域。
通过机载SAR技术，可以获取到地表目标的高分辨率图像，从而提供了重要的信息支持。
例如，在地质勘探中，可以利用机载SAR技术来探测地下矿藏的位置和规模；在环境监测中，可以利用机载SAR技术来监测海洋污染和森林覆盖变化；在军事侦察中，可以利用机载SAR技术来获取敌方目标的情报。
机载SAR成像原理是一种通过飞机或卫星上的雷达系统进行成像的技术。
它利用雷达波束的运动来合成一个大孔径，从而获得高分辨率的图像。
sar卫星工作原理
sar卫星工作原理SAR卫星，即合成孔径雷达卫星，是一种对地观测卫星，具有高分辨率、强干扰抗性等特点，广泛应用于军事、民用和科研领域。
下面，我们将介绍SAR卫星的工作原理。
1. 发射和接收信号SAR卫星通过雷达技术产生高频微波信号，将这些信号通过反射、散射等方式传播到地面目标，然后接收这些信号返回的信息。
SAR卫星从不同角度、不同时间、不同频率发射和接收信号，可以获取不同分辨率的图像。
2. 制作回波图像SAR卫星通过反射、散射等方式接收到的信号是杂乱无章的，不能直接用于图像识别。
因此，需要对接收到的信号进行处理，将其转换成清晰的图像。
这种处理方法叫做合成孔径雷达成像技术。
在成像处理过程中，SAR卫星将长条形的接收区域分成多个小区域，然后对每个小区域内接收到的信号进行处理和合成。
这样，就能得到清晰的图像。
根据使用的合成孔径雷达系统不同，SAR卫星制作出的图像分辨率也不同。
3. 辐射校准在图像制作过程中，还需要对接收到的信号进行辐射校准。
因为地面目标反射、散射的微波信号强度与距离、角度、方向等因素有关，需要进行校准，使图像质量更高。
辐射校准通常采用外部校准和内部校准相结合的方式。
4. 后处理在制作出图像之后，还需要对图像进行后处理，以满足实际应用需求。
比如，对图像进行几何校正、地形校正等，使其能够用于地质勘查、土地利用、环保监测等领域。
综上所述，SAR卫星在对地观测领域发挥着重要作用。
通过发射和接收信号、制作回波图像、辐射校准和后处理等步骤，SAR卫星能够获取高分辨率、高精度的地面图像，为人类社会提供了强有力的支持。
合成孔径雷达概述(SAR)
合成孔径雷达概述1合成孔径雷达简介 (2)1.1 合成孔径雷达的概念 (2)1.2 合成孔径雷达的分类 (3)1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4)2合成孔径雷达的发展历史 (5)2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5)2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6)2.1.2 世界各国的SAR系统 (9)2.2 我国的发展概况 (11)2.2.1 我国SAR研究历程表 (11)2.2.2 国内各单位的研究现状 (12)2.2.2.1 电子科技大学 (12)2.2.2.2 中科院电子所 (12)2.2.2.3 国防科技大学 (13)2.2.2.4 西安电子科技大学 (13)3 合成孔径雷达的应用 (13)4 合成孔径雷达的发展趋势 (14)4.1 多参数SAR系统 (15)4.2 聚束SAR (15)4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16)4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16)4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17)4.6 性能技术指标不断提高 (17)4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18)4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18)4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18)4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19)4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19)5 与SAR相关技术的研究动态 (20)5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20)5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20)5.3 SAR图像目标检测与识别 (22)5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25)5.5 SAR图像变化检测方法 (27)5.6 干涉合成孔径雷达 (31)5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33)5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35)5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37)5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38)5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)合成孔径雷达概述1合成孔径雷达简介合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。
合成孔径雷达原理(SAR)
fd
2va2
R0
(t
t0)
随时间呈线性变化。
回波信号是一种线性调频信号，其调制斜率为：
ka
2va2
R0
f
回波信号频率
f0
0
t0 Ts 2 t0
t0 Ts 2 t
发射信号相位 （线性相位） t0
t
回波信号相位 （二次相位）
点目标p引起的Doppler有一个范围，以 t t0为中
fd1
2va2
R0
t0Biblioteka Ls 2va t0
2va2
R0
Ls 2va
2va2
R0
Ts 2
在 t t0 时刻以后，t t0为正，fd 为负值，其最大
值发生在 移为：
t
t0
Ls / va
2
t0
Ts 2
，此时的Doppler频
fd2
2va2
t1 Tr t2
第一模糊区
Tr
1 fr
t1
2R1 c
Tr
t2
2R 2 c
有可能有： t2 t1 Tr
示器上出现在
引起距离模糊 ，p2的回波在显
R2
1 2
(t2
Tr )c
fr的选择必须考虑最大作用距离Rmax的要求，即
fr
c 2R max
,
Tr
2R max c
对于SAR要求：
Dx
s
x
合成孔径雷达sar孔径合成原理
合成孔径雷达sar孔径合成原理合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种利用雷达原理进行成像的技术。
它通过接收并记录多个雷达回波信号，利用信号之间的时差信息进行数据处理，从而实现高分辨率的成像效果。
SAR孔径合成原理是SAR技术中的关键部分，本文将从原理、实现过程和应用等方面进行阐述。
一、合成孔径雷达SAR孔径合成原理SAR技术中的“合成孔径”指的是通过对多个雷达回波信号进行合成处理，模拟出一个大的孔径来实现高分辨率成像。
具体来说，SAR 系统通过平行于飞行方向的运动，接收来自地面的雷达回波信号，利用这些信号之间的时差信息进行合成处理，从而达到高分辨率的成像效果。
SAR孔径合成的原理可以简单地描述为：对于一个雷达回波信号，它的频谱表示了地物反射的能量分布情况。
而通过对多个回波信号进行合成处理，可以将各个回波信号的频谱叠加在一起，从而增强地物反射信号的强度。
这样，就能够获得更高分辨率、更清晰的图像。
二、合成孔径雷达SAR的实现过程SAR孔径合成的实现过程可以分为以下几个步骤：1. 发射雷达波束：SAR系统首先发射一束狭窄的雷达波束，向地面发送脉冲信号。
2. 接收回波信号：地面上的目标物体会反射回来一部分信号，SAR 系统接收并记录下这些回波信号。
3. 信号处理：将接收到的回波信号进行时频分析，得到每个回波信号的频谱信息。
4. 孔径合成：对多个回波信号进行合成处理，将它们的频谱信息叠加在一起。
5. 图像重构：通过对合成后的信号进行逆变换，得到高分辨率的SAR图像。
三、合成孔径雷达SAR的应用SAR技术具有很广泛的应用领域，如地质勘探、军事侦察、环境监测等。
以下是几个典型的应用案例：1. 地质勘探：SAR技术可以对地下的地质结构进行探测，用于寻找矿产资源、寻找地下水等。
2. 军事侦察：SAR技术可以在天气恶劣的情况下进行侦察，对地面目标进行高清晰度成像。
3. 环境监测：SAR技术可以用于监测冰川、海洋、森林等自然环境的变化，提供重要的环境保护和资源管理信息。
合成孔径雷达(SAR)技术
由4.13度提高到0.4度,并获得第一张SAR图像.
3. 1957年, 密西根大学采用光学处理方式, 获得了第一 张全聚焦SAR图像. 4. 1978年, 美国发射了第一颗星载Seasat-1. 5. 1991年, 欧洲空间局发射了ERS-1. 6. 1995年, 加拿大发射了Radarsat-1. 7. 2000年, 欧洲空间局发射了ASAR. 8. 2003年, 日本准备发射ALOS SAR.
SAR 主要性能指标-辐射精度
1. 辐射分辨率:
10 lg[ 1 q]
2. 辐射精度:
H PI
SAR 主要性能指标-定位精度
1. 目标定位 2. 目标定位误差源
* 回波时延误差 * 电磁波传播效应误差 * 目标高度误差 * 多普勒中心频率误差 * 时钟误差 * 卫星的星历误差
SAR 主要性能指标-模糊特性
距离模糊
方位模糊
SAR 主要性能指标-模糊特性
距离模糊
h
波束宽度
测绘带
模糊带
模糊带
SAR 主要性能指标-模糊特性
近距点回波时间:
远距点回波时间:
为满足测绘带内的单值测量,脉冲重复周期应满足:
SAR合成孔径原理
SAR合成孔径原理-波束形成
目标
d 相邻两个阵源接收信号的空间延迟为:d sin
天线阵
SAR合成孔径原理-波束形成
相邻两个阵源接收信号的相位差为: M个阵源接收的信号序列为:
2d
sin
2d 2 ( M 1)d {F ( ), F ( ) * exp( j sin ),..., F ( ) * exp( j sin )}
sar雷达成像原理
sar雷达成像原理SAR雷达成像原理。
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种通过利用飞行器或卫星的运动合成长孔径的雷达成像技术。
与光学成像技术不同，SAR雷达可以在任何天气和任何时间进行成像，具有独特的优势，因此在军事侦察、地质勘探、环境监测等领域有着广泛的应用。
SAR雷达成像原理主要包括两个方面，即合成孔径雷达的合成孔径和合成孔径雷达的雷达成像原理。
合成孔径雷达的合成孔径是指利用雷达平台的运动合成长孔径，从而获得高分辨率的雷达图像。
在传统雷达中，由于天线尺寸受限，其分辨率较低。
而SAR雷达通过利用飞行器或卫星的运动，相当于延长了雷达的孔径，从而获得了更高的分辨率。
这种合成孔径的方式可以大大提高雷达成像的分辨率，使得SAR雷达成像可以达到亚米甚至亚分米级的分辨率。
合成孔径雷达的雷达成像原理是利用合成孔径雷达的合成孔径进行雷达成像。
当SAR雷达平台运动时，雷达发射的脉冲信号被地面目标反射后返回接收器。
由于雷达平台的运动，不同位置接收到的信号相位不同。
通过对不同位置接收到的信号进行相位补偿和叠加，可以获得高分辨率的合成孔径雷达图像。
这种成像原理可以消除地物运动对图像质量的影响，获得高质量的雷达图像。
SAR雷达成像原理的关键在于相位补偿和叠加，这需要对接收到的信号进行精确的相位处理。
合成孔径雷达的成像原理使得SAR 雷达可以实现高分辨率的雷达成像，对于地质勘探、军事侦察、环境监测等领域具有重要的应用价值。
总之，SAR雷达成像原理是通过合成孔径雷达的合成孔径和雷达成像原理实现的。
这种成像原理可以获得高分辨率的雷达图像，具有广泛的应用前景。
随着雷达技术的不断发展，SAR雷达成像原理将会得到进一步的完善和应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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合成孔径雷达sar孔径合成原理
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种利用雷达原理进行成像的技术。
它通过利用雷达的回波信号进行数据处理，实现高分辨率、大覆盖面积的地面成像。
而SAR的核心技术之一就是孔径合成原理。
孔径合成原理是利用雷达的运动产生的多个回波信号进行合成，从而得到高分辨率的成像。
与传统雷达不同，SAR的发射器和接收器不是静止不动的，而是在飞机、卫星等平台上运动。
正是因为这种运动，SAR能够利用多个回波信号进行合成，达到提高分辨率的效果。
SAR的孔径合成原理可以通过以下几个步骤来解释：
1. 发射信号：SAR首先向地面发射一束射频信号。
这个信号在空中传播并与地面物体相互作用后，会产生回波信号。
2. 接收信号：接下来，SAR接收器会接收到地面反射回来的回波信号。
这些信号包含了地面物体的散射特性，可以提供有关地面物体的信息。
3. 信号处理：接收到回波信号后，SAR会对这些信号进行处理。
首先，对回波信号进行时域压缩处理，以减小信号的时延。
然后，对压缩后的信号进行频域处理，通过傅里叶变换等算法，将信号转换为频域数据。
4. 孔径合成：在信号处理的过程中，SAR会利用雷达平台的运动信息，将多个回波信号进行合成。
SAR的雷达平台在运动过程中，相当于一个虚拟的大孔径天线，可以接收到多个不同位置的回波信号。
通过对这些信号进行合成处理，可以得到高分辨率的成像结果。
5. 成像显示：最后，SAR将合成后的信号进行成像显示。
利用合成的回波信号，SAR可以得到高分辨率、清晰度高的地面图像。
这些图像可以用于地质勘探、军事目标识别、环境监测等领域。
需要注意的是，SAR的孔径合成原理要求雷达平台在运动过程中保持稳定，并且要有较高的精度。
这样才能保证合成后的图像质量。
此外，SAR的孔径合成原理也要求对回波信号进行准确的处理和合成算法。
只有在合适的处理和算法下，才能获得理想的成像结果。
合成孔径雷达（SAR）利用孔径合成原理，通过多次回波信号的合成处理，实现高分辨率的地面成像。
这种技术在军事、地质、环境等领域具有广泛的应用前景。