工程流体力学 第十章 合成孔径雷达 PPT.ppt

* 第十章 合成孔径雷达（Synthetic-Aperture Radar） §10.1 合成孔径雷达简介（Introduction to Synthetic Aperture Radar） §10.2 合成孔径雷达的原理（Principle of Synthetic-Aperture Radar） §10.3 合成孔径雷达的应用（Application of SAR） §10.1 合成孔径雷达简介（Introduction to Synthetic Aperture Radar） §10.1.1 加拿大的雷达卫星和星载合成孔径雷达（Canada’s RADARSAT Onboard SAR） §10.1.2 合成孔径雷达的分辨率（Resolution of Synthetic Aperture Radar） §10.1.1 加拿大的雷达卫星和星载合成孔径雷达（Canada’s RADARSAT Onboard SAR） 加拿大的雷达卫星（RADARSAT）采用圆形、太阳同步轨道，经过“降轨点”（descending node）的当地时间是18:00左右，卫星飞行高度（altitude）是798 km，轨道平面的倾角（inclination）是98.6°，轨道周期（orbit period）是100.7 minutes，每天运行14又 7/24 个轨道周期，循环周期（recurrent period）是24 days，子循环周期（sub-cycles）是7 days和3 days，全球覆盖（global coverage）的再访问时间（revisit time）是4或5 days，北美洲覆盖的再访问时间（revisit time）是3 days。 当合成孔径雷达对地球表面扫描的时候，雷达波束（radar beam）达到地面，经反射（reflection）和后向散射（backscatter）返回的电磁波被雷达接收。接收后的信号经过数字化处理变成数字资料（digital data），这些数字资料包含着被探测点的斜率（slope）和粗糙度（roughness）信息。每个探测点的数据代表一个像素（pixel=picture element），许多像素合成一个二维图像（image）。 图10-1显示了加拿大的雷达卫星RADARSAT携带的合成孔径雷达（SAR）对地面扫描的几种方式。RADARSAT携带有C波段5.3 GHz水平极化的合成孔径雷达SAR。 标准工作方式（Standard Mode）,宽视场工作方式（Wide Mode）,精细分辨率工作方式（Fine Resolution Mode）,狭窄扫描工作方式（SCANSAR Narrow Mode）,宽扫描工作方式（SCANSAR Wide Mode）,扩展的高入射角工作方式（Extended High Mode）,扩展的低入射角工作方式（Extended Low Mode） 图10-2显示了在500km刈幅的宽扫描工作方式（SCANSAR Wide Mode）下，RADARSAT星上合成孔径雷达（SAR）在一天内的地面扫描覆盖。 与合成孔径雷达观测陆地和海洋的几何学有关的变量 δy：由雷达脉冲宽度确定的海面的距离分辨率（单位是m）（range resolution on the surface determined by pulse width） δx：由多普勒效应产生的方位分辨率（azimuth resolution）（单位是m）（azimuth resolution on the surface generated by Doppler effect） r： 从卫星到探测点的距离（单位是m）（range from satellite to the detected area） c： 电磁波的速度即光速（单位是m﹒s-1）（velocity of light） τ： 雷达脉冲持续时间（单位是s）（radar pulse duration） Δr = cτ：雷达发出的脉冲宽度（单位是m）（pulse width transmitted by radar） θ： 雷达波束与垂直方向之间的夹角，即入射角（incidence angle measured from vertical） ψ： 雷达波束与卫星飞行方向之间的夹角，即方位角（azimuth angle of radar beam from satellite moving direction） δψ：方位角分辨率（azimuth angle resolution） Ω：被散射的雷达信号的多普勒频率（单位是Hz）（Doppler frequency of scattered radar signal） D：