微波及雷达成像.ppt

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1、第3章遥感成像原理与遥感图像特征3.1遥感平台Platform3.2摄影成像Photograph3.3扫描成像Scanning3.4微波遥感与成像Microwave&Radar3.5遥感影像的特征FeatureofImage3.4微波遥感与成像微波(Microwave)波长范围1mm-1m，具有热辐射性质和透射能力;可以进行全天时全天侯观测具有一定穿透能力。毫米波厘米波分米波1mm1cm1dm1m微波厘米波的谱段划分及探测对象波段名称波长/cm探测对象Ka0.75-1.13雪K1.13-1.67

2、植被Ku1.67-2.42风、冰、大地水准面X2.42-2.75降雨C3.75-7.5土壤水分S7.5-15地质L15-30波浪P30-100云3.4微波遥感与成像微波遥感通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射,经过判读处理来识别地物的技术。1、微波遥感的特点能全天候、全天时工作对某些地物具有特殊波谱特性如：冰与水对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力趋肤深度H=5.3×10-3×ε1/2/σ,表3.6对海洋遥感具有特殊意义海风,海浪,海冰,油污染分辨率较低，但特性明显2、微波遥感方式和

3、传感器主动微波遥感——侧视雷达被动微波遥感——微波辐射计雷达及工作原理雷达由脉冲发射机、接收机、发射接收开关、天线和显示记录器组成。侧视雷达的结构示意图发射器转换开关天线接收机显示记录器2、微波遥感方式和传感器TransmitReceive2、微波遥感方式和传感器2、微波遥感方式和传感器侧视雷达（side-lookingradar）真实孔径侧视雷达(RAR—realapertureradar)合成孔径侧视雷达(SAR—syntheticapertureradar)机载侧视雷达SLAR(Side-l

4、ookingAirboneRadar)3.侧视雷达及工作原理工作原理首先由脉冲发生器产生高功率调频电磁波，通过发射天线将该信号向平台行进方向的侧向发射出去。随后借助发射/接收转换开关，通过天线接收被目标地物回来的后向散射回波信号，包括振幅和位相等。3.侧视雷达及工作原理由于地面各点到平台天线距离不同，各点反射信号接收的时间也不同，即近距离者先记录，远距离者后记录，从而实现距离方向上的扫描。通过平台的前进，扫描面在地面上移动，从而实现行进方向上的扫描。3.侧视雷达及工作原理(Distance)3.侧

5、视雷达及工作原理雷达的回波强度既与雷达遥感系统参数有关，如波长，俯角、极化方式等；也与目标地物的性质（复介电常数）、地面坡度、表面粗糙度等有关。发射的波长越短，回波信号越强。俯角越大，回波信号越强。金属等良导体回波强；非导体则回波弱。斜坡较平地回波强。表面（水平）光滑的无回波，表面粗糙的回波强。极化方式雷达系统在发射或接受电磁波时要对电磁波极化(polarization),有两种极化方式:垂直极化(vertical,V)水平极化(horizontal,H)四种极化组合方式:VVHHHVVH雷达图像

6、的分辨率在距离方向和方位方向是不一样的。方位方向距离方向3.侧视雷达及工作原理距离分辩率：距离方向上能够分辨的最小目标的尺寸Pg=τ·c/(2cosφ)距离方向距离分辩率φ脉冲宽度τ越短，距离分辨率越高俯角φ越大，距离分辨率越高3.侧视雷达及工作原理方位分辩率：方位方向上能够分辨的最小目标的尺寸Pa=β·R=λ·R/D脉冲波长λ越短，天线孔径D越大，观测距离越短，方位分辨率越高βRPaD3.侧视雷达及工作原理合成孔径侧视雷达的特点：在距离方向上采用脉冲压缩来提高分辨率，在方位方向上通过合成孔径来提

7、高分辨率。合成孔径技术的基本思想：用一个小天线作为单个辐射单元，在遥感平台移动的过程中以一定的时间间隔发射脉冲信号，并在不同的位置上接收回波信号，将幅度和相位同时记录和贮存下来。合成孔径天线是在不同位置上接收同一地物的回波信号。4、合成孔径侧视雷达3.5微波遥感与成像SyntheticApertureRADAR(SAR)Alongerantennais“synthesized”electronicallybyusingthesameantennabutmovingit.Recallthatthea

8、zimuthresolutiongetsbetterwithlongerantennasinSLARsystems.SyntheticApertureRADAR(SAR)Ifweincludetheabilitytodetectwavelengths,wecanseetheDopplershift(lowerfrequencybehindthesensor,higherahead).3.侧视雷达及工作原理距离分辩率：同真实孔径雷达，一般采用脉冲压缩技术，以缩短发射波长。Pg=τ·c