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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

很多朋友想了解关于合成孔径雷达的一些资料信息，下面是小编整理的与合成孔径雷达相关的内容分享给大家，一起来看看吧。很多朋友想了解关于sar的一些资料信息，下面是小编整理的与sar相关的内容分享给大家，一起来看看吧。

合成孔径雷达(SAR)作为一种新型的遥感观测技术，其主要优点是可以在各种天气条件下，甚至在夜间，透过云层和烟雾生成高分辨率图像。在Sentinel-1、RadarSat和TerraSAR上都能看到这项技术的影子。

它是欧洲航天局Sentinel-1.哥白尼计划中的一颗地球观测卫星，由两颗卫星组成，携带C波段合成孔径雷达。

由加拿大RadarSat,航天局开发的一颗商用地球观测卫星于1996年正式开始工作，工作在C波段(5.3GHz)、HH极化模式、7种波束模式和25种成像模式。

TerraSAR,德国航空航天中心、EADSAstrium和Infoterra公司联合研制了军民两用雷达侦察卫星。工作在X波段(9.65GHz)，具有多极化、多入射角的特点。

本文不涉及公式。希望读者通过简单的例子对SAR成像有更好的了解。

Basic - 具备蝙蝠一般能力的SAR

蝙蝠在洞穴中飞行时，通常会产生50-120分贝的声波，蝙蝠可以利用回声来确定距离位置。同样的原则也适用于搜索和救援。卫星向地球发射微波脉冲，卫星会根据回波成像。

通常合成孔径雷达是从侧面观察的，也就是说观察的时候不是完全向下，而是有一定的角度。至于这样做的好处，后面会提到。

对于可以穿透云和烟雾的合成孔径雷达(SAR)来说，更长的波长可以穿透云层更好地到达地表。例如，L波段(~ 24厘米)雷达的波长比C波段(~ 6厘米)和X波段(~ 3厘米)更长。

Basic - 合成孔径雷达散射的类型

雷达侧视使其适用于不同的地形。这里介绍合成孔径雷达的三种主要散射类型：表面散射、漫散射和双回波散射。

表面散射一般来自道路或水面。这种散射，只有雷达发出的脉冲的一小部分能量被返回。在后面的例子中，散射通常是黑色像素，其值大多小于-20dB。

农田、植被等粗糙表面引起的散射一般小于-20dB，大部分是灰度像素。

一些常见的建筑物等人造物体会有双回波散射，这类散射一般是-10dB白像素。

SAR成像图解

至此，我们对合成孔径雷达有了一定的了解。下面这张雷达卫星2号拍摄的SAR图像包含了我们之前提到的几种不同的散射类型。

在这幅图中，红色箭头所指的东西向河流是表面散射，能量较低，呈暗黑色。橙色箭头指示的亮白色部分是双回波散射，可以反映一些主要的城市特征。虽然不能确定这张图中的这个物体是什么，但是它经过双回波散射后的能量值大于-10dB。黑色箭头表示的区域多为粗糙的漫散射，可能是农田、植被或草地。

ft;">合成孔径雷达的应用实例

那么该如何将这些SAR的概念应用于实际生活中呢？除了在遥感应用外，SAR在环境，安全和军事方面也有很多应用。

在一些搜索与营救任务中，天气条件往往比较恶劣，特别是在森林火灾发生的情况下，烟雾会阻碍环境的可见度。而SAR则不会受到这些因素的影响，救援人员可以利用他寻找地面上的求救人员，具体点，就是寻找地面上的双回波散射，在一些泛洪的地方，可以对表面散射这样类型的散射进行观测。

另外，近些年来合成孔径雷达干涉测量（InSAR）发展也十分迅速，研究人员们利用InSAR进行基于相位差异的地表形变监测等。

如图中所示的，SAR是基于后向散射的地面特性的体现，这也就是为什么海洋中的油体泄漏的时候会使用SAR去监测海面，另外，可以利用SAR成像结果中的双回波散射区域搜寻一只失联在北极的船只。

除此之外，微波雷达对于介电常数的特性十分敏感，科学家们利用这一特点使用合成孔径雷达去研究土壤湿度。在农业上，农民可以利用这一技术来了解土壤中几厘米厚土壤的湿度。研究人员们也可以利用Touzi分解技术去绘制湿地地图。

在技术上更深入一点

极化是指SAR天线电磁波振动的矢量方向，也就是发出雷达波的方向，其中电场决定了波的极化方向。合成孔径雷达的天线可以发射水平极化（H）或者垂直极化（V）。

当电磁波从目标出散射时，电磁波的极化状态会发生变化，当传感器接收到回波时，它测量到的是目标极化变化的程度。它可以是H极化，也可以是V极化，或者同时是H极化和V极化。

对于单极化，下面列出了典型的发射和接收极化状态。

HH - 水平发射，水平接收VV - 垂直发射，垂直接收HV - 水平发射，垂直接收VH - 垂直发射，水平接收

我们可以利用类似Freeman-Durden这样的分解技术获得SAR成像中的表面散射、双回波散射和体散射等构成。

最后

如果没有雷达方面的相关经验，这些成像图片看起来可能就是一堆并不漂亮的像素点。而且一般的雷达成像是存在噪声的，需要一定的平滑处理。但是通过一些分解方法和一点SAR概念的理解，SAR成像就成了一个极具价值的工具。

别忘了，还有一些开源遥感软件，比如Sentinel-1 toolbox等，可以帮助你分析和可视化SAR成像。

本文到此结束，希望对大家有所帮助呢。