SAR的概况

wangzhuang006

SAR是英语Synthetic Aperture Radar 的缩写，意为合成孔径雷达。合成孔径雷达 (Synthetic Aperture Radar)，是利用合成孔径原理，实现高分辨的微波成像，具备全天时、全天候、高分辨、大幅宽等多种特点。合成孔径雷达又分聚焦和非聚焦两种。前者方位分辨率好、与目标距离无关、覆盖面积大、测绘速度快，但设备复杂。后者方位分辨率与波长和距离的平方根成正比，其所形成的天线长度有一个最大的可能值。合成孔径雷达最初主要是机载、星载平台，随着技术的发展，出现了弹载、地基SAR、无人机SAR、临近空间平台SAR、手持式设备等多形式平台搭载的合成孔径雷达，广泛用于军事、民用领域。SAR的未来可能朝着一下几个方向发展：多频，多极化，可变视角，可变波束；超高分辨率，多模式；干涉合成孔径雷达(InSAR)技术、极化干涉合成孔径雷达(Pol-InSAR)技术；动目标检测与动目标成像技术；小卫星雷达技术；SAR校准技术。

合成孔径雷达依次发送电磁波，雷达天线收集，数字化，存储反射回波，供以后处理。随着发送和接收发生在不同的时间，它们映射到不同的位置。接收信号的良好有序的组合构建了比物理天线长度长得多的虚拟光圈。这就是为什么它被称为“合成孔径”，赋予它作为成像雷达的属性。范围方向与飞行轨迹平行，垂直于方位方向，也称为沿轨道方向是因为它与天线的视场内物体的位置一致。

为了产生SAR图像，发送连续的无线电脉冲以“照亮”目标场景，并且接收并记录每个脉冲的回波。脉冲被发送，并且使用单个波束形成天线接收回波，波长为几米至几毫米。合成孔径雷达可以安装在飞机或航天器上，相对于目标的天线位置随时间而变化。连续记录的雷达回波的信号处理允许从这些多个天线位置组合记录。该过程形成合成天线孔径并且允许创建比给定物理天线否则可能的更高分辨率图像。3D处理分两步完成：方位角和方向方向被聚焦，用于生成2D（方位范围）高分辨率图像，之后使用数字高程模型（DEM）来测量复杂图像之间的相位差，其由不同的视角确定以恢复高度信息。该高度信息以及由2-D SAR聚焦提供的方位角范围坐标给出了第三维度，即高程方向。第一步只需要标准处理算法，对于第二步，使用附加的预处理阶段，例如图像共同配准和相位校准。