基于生理视觉系统的海洋sar图像分布目标检测方法分析

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1、第一章绪论1．1合成孔径雷达综述合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar—SAR)[16】[17】【181是一种用飞行器作平台的高分辨率成像雷达。它依靠脉冲压缩技术，利用发射宽带脉冲和飞行平台运动产生的多普勒频移，分别实现目标的距离向和方位向高分辨率成像。合成孔径雷达成像不受气候、昼夜因素影响，能够全天候、全天时工作，可以在能见度差的气象条件下也得到类似光学照相的高分辨率雷达图像，是一种对地观测的有效手段。合成孔径雷达不仅可以对地表信息如地形、地貌进行准确和详细的观察。如果波长选择合适，合成孔径雷达还能穿透一定的遮蔽物成像，收集地表以下的信息。合成孔径雷达已经被广泛的应用于军

2、事侦察、地质普查、地形测绘和制图、海洋应用、水资源利用、农业和林业、科学研究等等领域。对于合成孔径雷达技术的研究始于到二十世纪五十年代初，由于军事侦察的需要，雷达的分辨率不断地提高。1951年美国的吉德依尔(Goodyeat)公司宇航公司的威$

3、J(Carlwiley)首先提出可以用频率分析的方法改善雷达的角分辨率，并于1952年研制成功一台简单的实验演示装置来证明其方法的可行性。1953年，伊利诺伊(Illinois)大学控制系统实验室工作人员通过对非相干雷达的实验，证实用频率分析方法确实能改善雷达的角分辨率。1957年8月，密西根(Michigan)大学与美国军方合作研究SAR实验系统，采

4、用光学胶片纪录和光学信号处理的方法，获得了第一幅全聚焦的合成孔径雷达图像。自此，合成孔径雷达的原理已经得到广泛的承认。合成孔径雷达开始步入实用阶段。早期的合成孔径雷达的研究一直为美国军方所保密。六十年代初公诸于世以后引起世界各国的广泛关注，美国航空航天局(NationalAeronauticsandSpaceAdministration．NAS舢开始对民用合成孔径雷达系统的开发提供支持，合成孔径雷达应用也从军事领域拓展到广阔的民用领域。最初合成孔径雷达被用于地球遥感，如密西根大学的环境研究学院(EnvironmentalResearchInstituteofMichigan—ERIM)成功地研

5、制出第一个民用双频双极化机载SAP．系统，主要用于北极海基于生理视觉系统的海洋SAR图像分布目标捡铡方法研究洋冰成像。目前，许多国家都已经拥有了自己的机载合成孔径雷达。合成孔径雷达的各种用途被开发出来，它已经被广泛用于资源普查，地形测绘，灾情预报与监视，海洋科学，农业分析和环境监测等众多领域，成为环境遥感的一种重要新生工具。由于地球卫星具有飞行轨道高，覆盖范围大，不受气候等不利因素的限制等优势，适合作为合成孔径雷达平台，星载SAR作为一种新的遥感手段同样很快得到发展。1972年，ER／M以及喷气推进实验室(JetPropulsionLaboratory—JPL)合作研究的阿波罗实验月球探测器装

6、载于阿波罗17号月球飞船成功完成飞行。这次实验及机载合成孔径雷达技术的进展促使美国航空航天局在1978年5月发射了第一颗装载合成孔径雷达(L波段SAR，25m分辨率)的海洋一号卫星(Seasat．舢，标志着SAR已成功地进入了空间领域。此后，星载SAR技术得到迅速的发展，一系列星载SARS琶后升空。1981年11月12H，美国美国航空航天局发射了哥伦比亚号航天飞机，其上载有L波段、单极化合成孔径雷达SIR-A，分辨率为40m。它的最著名的成就是在获取的撒哈拉沙漠的雷达图像上发现了埋藏在地下的干枯了的尼罗河古河道，显示了SAR具有穿透地表的能力。1984年10月5日，美国又发射了挑战者号航天飞机

7、，其上装载了合成孔径雷达SIR-B，它是SIR-A的改进型，距离向和方位向分辨率分别为25m和58～17m，它的方位向分辨率是可以变化的。1988年12月2日，美国航天飞机亚特兰蒂斯号将“Lacrosse”新型军事侦察卫星送入地球轨道，它是一部载有成像雷达的侦察卫星，可达到的分辨率为0．91m。1994年4月由挑战者号航天飞机载入太空的SIR-C／X—SAR在体制上有重大突破，是一部比较先进的SAR，采用数字信号处理，具有L、C、x三个波段和HH、VV、HV、VH四种极化方式，它的距离向和方位向分辨率为25rex(10～50)m，可在高分辨率和低分辨率两种工作模式下工作。与此同时，其他国家也在

8、积极研究星载sAR技术：前苏联于1991年3月发射TAlmaz一1星载SAR；欧洲航空局于1991年7月发射TERS．1并在1996年6月发射了ERS一2，最近一次是在2002年初发射了目前正在轨运行的ASAR：日本于1992年2月发射TJERS．1：加拿大于1995年底发射]"Radarsat-1【5】并在2002年发射TRadarsat-2。我国于七十年代中期开始合成孔径雷达技术的研究。中国科