遥感技术基础-第08讲侧视雷达成像原理.ppt

一、为什么需要雷达成像？ 雷达是最常用的成像型、主动式微波传感器（也称“成像雷达”） 雷达的主动探测原理（全天候、全天时） 二、雷达是什么？ 主动型、微波遥感设备 全天候、全天时的遥感装置 雷达是英文Radar的音译，源于Radio Detection and Ranging的缩写，原意是无线电探测和测距。即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。因此雷达也称为无线电定位。随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从目标回波中获取更多有关目标的信息。 发展历史 mid 1800s James Clerk Maxwell first defined the essential characteristics of microwaves in 1886 , Heinrich R. Hertz discovered that microwaves could be reflected from various targets 1900 Guglielmo M. Marconi devised a practical antenna for transmitting receiving radio signals 1922 A.H. Taylor L.C. Young (U.S. Navy) discovered the potential of radio signals for detecting the presence of large objects at a distance 发展历史 1935 Sir Robert Watson-Watt (U.K.) devised the first instrument which integrated the transmitter and receiver on the same antenna using a pulsed signal - the first radar 1950s development of experimental synthetic aperture radars (SARs) for military purposes using airborne platforms 1960s imaging radar was slowly declassified from the military and developed for terrain and natural resource surveys 1970s spaceborne SARs 三、雷达的一般结构和成像过程 二维成像过程 雷达发射机的主要质量指标 辐射量的确定：接收机的回波 四、真实孔径侧视雷达 1、成像过程 2、地面分辨率 距离分辨率 为什么要采取侧视雷达而不采取正视的雷达？ 脉冲压缩技术 方位分辨率 方位分辨率 五、合成孔径雷达 合成孔径原理 合成孔径原理 合成孔径信号的处理方法和过程 合成孔径信号的处理方法和过程 合成孔径信号的处理方法和过程 成像原理 方位分辨率 合成孔径雷达的数字成像处理 合成孔径雷达的数字成像处理 合成孔径雷达的数字成像处理 合成孔径雷达的数字成像处理 六、侧视雷达图像的几何特性 1、投影方式 1、投影方式 投影误差 投影误差图像表现 2、像点与地面点的坐标关系 3、雷达图像的比例尺 3、雷达图像比例尺 4、透视收缩与顶底位移 4、透视收缩与顶底位移 4、透视收缩与顶底位移 5、雷达阴影 5、雷达阴影 A 时刻=t1 A 时刻=t3 A 时刻=t4 A 时刻=t2 A 时刻=t5 t1 t3 t4 t5 f1 f0 时间 频率 滤波处理 t2 输出 输入 f1 f0 延迟时间 频率 时间 由于合成孔径长度L等于真实孔径长度的天线能够照射到的范围，即： 合成孔径雷达的方位分辨率为： 合成孔径天线提供的有效角分辨率或波束宽度为： 合成孔径雷达的方位分辨率与距离无关，仅与实际天线的孔径有关，天线愈短，分辨率愈高。 雷达记录的是回波信号的幅度和相位在空间沿方位向和距离向的分布，它是一个不可视图像，必须经过处理才能形成可视的雷达图像。 距离方向 方位方向 重建原理：通过距离压缩和方位压缩把距离方向和方位方向上分别记录的地面上一点的接收信号压缩到一点上。 距离单元迁移改正：由于平台的移动，地面上一点到雷达天线的距离是以时间为自变量的二次函数，因此雷达在不同时刻和位置接收到的同一地面目标的信号不是在一条直线上，这种现象称为距离迁移（Range Migration）。重建处理时需要进行距离单元迁移改正（Range Cell Migrat