深度解析合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)

SAR（Synthetic Aperture Radar），即合成孔徑雷達(dá)，是一種主動(dòng)式的對(duì)地觀測系統(tǒng)，可安裝在飛機(jī)、衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行平臺(tái)上，全天時(shí)、全天候?qū)Φ貙?shí)施觀測、并具有一定的地表穿透能力。因此，SAR系統(tǒng)在災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、海洋監(jiān)測、資源勘查、農(nóng)作物估產(chǎn)、測繪和軍事等方面的應(yīng)用上具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可發(fā)揮其他遙感手段難以發(fā)揮的作用，因此越來越受到世界各國的重視。

合成A孔徑雷達(dá)（SAR）是一種機(jī)載或天基相干雷達(dá)系統(tǒng)，它利用飛機(jī)的飛行路徑來確定非常大的 天線或波束出射面 （光圈） 電子。在較長時(shí)間內(nèi)，完整的發(fā)送-接收周期 （PRT）以及相應(yīng)的精確相對(duì)位置數(shù)據(jù) 的飛機(jī)。在給定數(shù)量的這些循環(huán)之后， 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在過程計(jì)算機(jī)中處理。（各個(gè)周期的不同多普勒頻率包含在幾何圖形中。因此，在雷達(dá)圖像中實(shí)現(xiàn)了更高的角分辨率， 比天線的實(shí)際孔徑角允許的要大。

SAR 雷達(dá)的工作原理

SAR的工作原理類似于相控陣天線， 但與相控陣天線不同的是，它不使用很多并聯(lián)天線元件， 但只是一個(gè)天線元件，準(zhǔn)時(shí)分復(fù)用。不同的幾何位置 是平臺(tái)飛行速度的結(jié)果。

SAR 雷達(dá)處理器存儲(chǔ)所有振幅和相應(yīng)的相位位置 從飛行位置開始的時(shí)間 T 內(nèi)所有脈沖序列周期的回波信號(hào) A 到 D。有了這些數(shù)據(jù)，可以構(gòu)建一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)具有 更大的天線，幾何尺寸為 V ·T 將收到， 其中 v 是平臺(tái)的速度。時(shí)間的增加T成為“合成孔徑” 的天線，從而帶來改進(jìn)的角度分辨率。

當(dāng)目標(biāo)（如船）通過 雷達(dá)，開始存儲(chǔ)其數(shù)據(jù)。隨著平臺(tái)向前移動(dòng)，所有進(jìn)一步的回聲信號(hào) 只要目標(biāo)在天線方向圖中，就可以該目標(biāo)。在此期間平臺(tái)覆蓋的距離決定了 模擬或合成天線尺寸。合成還原 天線的孔徑角、測量期間的飛行時(shí)間和 可能的覆蓋范圍（通過 PRF） 是相互依賴的，因此在條帶上實(shí)現(xiàn)盡可能恒定的角分辨率。

技術(shù)要求是：

頻率穩(wěn)定、完全相干的雷達(dá)系統(tǒng)

強(qiáng)大的 SAR 處理器和

對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡和平臺(tái)速度的準(zhǔn)確了解。

圖 2：合成孔徑是人工拉長的天線

通過這項(xiàng)技術(shù)，機(jī)載雷達(dá)的設(shè)計(jì)者是 能夠?yàn)樵緲O其不切實(shí)際的人實(shí)現(xiàn)如此好的角度分辨率 需要的天線尺寸幾乎無法由飛機(jī)運(yùn)輸。

航天飛機(jī)雷達(dá)地形任務(wù)（SRTM） SAR方法也用于航天飛機(jī)。

除SAR雷達(dá)外，In逆Synthetic Aperture Radar （會(huì)計(jì)準(zhǔn)則專家組），這意味著SAR程序的逆轉(zhuǎn)，因?yàn)?以機(jī)載雷達(dá)的飛行路徑為基礎(chǔ)，但 定位目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)矢量。會(huì)計(jì)準(zhǔn)則專家組進(jìn)程在船上受到高度重視。海軍偵察機(jī)，以獲得具有這種 保持目標(biāo)識(shí)別成為可能的質(zhì)量。

聚焦合成孔徑雷達(dá)

在計(jì)算SAR圖像時(shí)，有必要考慮：目標(biāo)想象位于合成孔徑的近場中。該衛(wèi)星的軌道高度通常約為800公里。然而，長約1000米的合成孔徑的遠(yuǎn)場只會(huì)在X波段超過60,000公里的距離處開始。因此，各個(gè)天線位置與地球表面給定點(diǎn)的傾斜距離幾乎相同。因此，在矢量求和的情況下，相位差必須由不同的 可以在不同的傾斜距離處校正運(yùn)輸時(shí)間。結(jié)果稱為聚焦SAR。

距離失真

由于 SAR 是由測量引起的，因此測量距離發(fā)生失真 在傾斜距離處，地形高程與較低地形的回聲 對(duì)象相對(duì)較早。圖中顯示了測量的距離 沒有反映在實(shí)際情況中。

透視縮短是實(shí)際距離的縮短表示 （通過透視縮短透視來壓縮距離）。例如，在山的情況下，坡度（從山頂點(diǎn)b到腳a） 傾向于雷達(dá)。此斜率的長度顯示在圖像平面中 在一定距離處壓縮（從 A' 點(diǎn)到 B'?點(diǎn)）。

圖 5：重疊（中途停留）

中途停留是指地形非常陡峭，以至于 到山頂 （B） 的傾斜距離比到山腳 （A） 的距離短。在圖像中，甚至兩個(gè)對(duì)象的順序現(xiàn)在都顛倒了，?點(diǎn) B' 顯示在點(diǎn) A'?之前的距離處。

圖 6：陰影投射

由于以一定角度照亮的地形的高程，?投下陰影。物體的陰影是 隨著入射角的增加（如日落）變長。合成孔徑雷達(dá)最初主要是機(jī)載、星載平臺(tái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了彈載、地基SAR、無人機(jī)SAR、臨近空間平臺(tái)SAR、手持式設(shè)備等多種形式平臺(tái)搭載的合成孔徑雷達(dá)，廣泛用于軍事、民用領(lǐng)域。SAR的未來可能朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：多頻，多極化，可變視角，可變波束；超高分辨率，多模式；干涉合成孔徑雷達(dá)(InSAR)技術(shù)、極化干涉合成孔徑雷達(dá)(Pol-InSAR)技術(shù)；動(dòng)目標(biāo)檢測與動(dòng)目標(biāo)成像技術(shù)；小衛(wèi)星雷達(dá)技術(shù)；SAR校準(zhǔn)技術(shù)。

合成孔徑雷達(dá)依次發(fā)送電磁波，雷達(dá)天線收集，數(shù)字化，存儲(chǔ)反射回波，供以后處理。隨著發(fā)送和接收發(fā)生在不同的時(shí)間，它們映射到不同的位置。接收信號(hào)的良好有序的組合構(gòu)建了比物理天線長度長得多的虛擬光圈。這就是為什么它被稱為“合成孔徑”，賦予它作為成像雷達(dá)的屬性。范圍方向與飛行軌跡平行，垂直于方位方向，也稱為沿軌道方向是因?yàn)樗c天線的視場內(nèi)物體的位置一致。

雖然大多數(shù)使用遙感的科學(xué)家都熟悉來自美國地質(zhì)調(diào)查局的Landsat，NASA的中分辨率成像光譜儀（MODIS）和歐洲航天局的Sentinel-2的被動(dòng)光學(xué)圖像，但另一種類型的遙感數(shù)據(jù)正在掀起波瀾：合成孔徑雷達(dá)或SAR。SAR是一種主動(dòng)數(shù)據(jù)收集，其中傳感器產(chǎn)生自己的能量，然后記錄與地球相互作用后反射回來的能量量。雖然光學(xué)圖像類似于解釋照片，但SAR數(shù)據(jù)需要不同的思維方式，因?yàn)樾盘?hào)對(duì)結(jié)構(gòu)和水分等表面特征做出響應(yīng)。

什么是合成的SAR

雷達(dá)數(shù)據(jù)的空間分辨率與傳感器波長與傳感器天線長度的比值直接相關(guān)。對(duì)于給定波長，天線越長，空間分辨率越高。從太空中以約5厘米波長運(yùn)行的衛(wèi)星（C波段雷達(dá)），為了獲得10 m的空間分辨率，您需要一個(gè)約4,250 m長的雷達(dá)天線。

這種尺寸的天線對(duì)于太空中的衛(wèi)星傳感器是不切實(shí)際的。因此，科學(xué)家和工程師提出了一個(gè)聰明的解決方法——合成孔徑。在這個(gè)概念中，從較短天線的一系列采集組合在一起，以模擬更大的天線，從而提供更高分辨率的數(shù)據(jù)（查看右側(cè)的幾何圖）。

頻率和波長的作用

光學(xué)傳感器，如Landsat的可操作陸地成像儀（OLI）和Sentinel-2的多光譜儀器（MSI）收集電磁頻譜的可見光，近紅外和短波紅外部分的數(shù)據(jù)。雷達(dá)傳感器在厘米到米尺度上利用更長的波長，這賦予了它特殊的特性，例如能夠穿透云層（查看右側(cè)的電磁頻譜）。SAR的不同波長通常稱為波段，字母名稱為X，C，L和P。下表列出了該頻段的相關(guān)頻率、波長和該頻段的典型應(yīng)用。

波長是使用SAR時(shí)要考慮的重要特征，因?yàn)樗鼪Q定了雷達(dá)信號(hào)如何與表面相互作用以及信號(hào)可以穿透介質(zhì)的距離。例如，X波段雷達(dá)的工作波長約為3厘米，幾乎沒有穿透闊葉林的能力，因此主要與樹冠頂部的葉子相互作用。另一方面，L波段信號(hào)的波長約為23厘米，可以更好地穿透森林，并允許雷達(dá)信號(hào)與大樹枝和樹干之間進(jìn)行更多的相互作用。波長不僅影響對(duì)森林的滲透深度，還影響對(duì)土壤和冰等其他土地覆蓋類型的滲透。

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例如，科學(xué)家和考古學(xué)家正在使用SAR數(shù)據(jù)來幫助“發(fā)現(xiàn)”隨著時(shí)間的推移隱藏在茂密植被或沙漠中的失落城市和城市型基礎(chǔ)設(shè)施。有關(guān)在太空考古中使用SAR的信息，請(qǐng)查看NASA地球天文臺(tái)的窺視時(shí)間之沙和沙下的秘密。

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偏振和散射機(jī)制

雷達(dá)還可以通過控制發(fā)射和接收路徑中分析的極化來收集不同極化的信號(hào)。極化是指發(fā)射的電磁波振蕩的平面方向。雖然方向可以在任何角度發(fā)生，但SAR傳感器通常傳輸線性偏振。水平極化用字母H表示，垂直極化用V表示。

雷達(dá)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)極化可以在發(fā)射和接收端進(jìn)行精確控制。垂直 （V） 發(fā)射和水平 （H） 極化接收的信號(hào)將由 VH 指示。或者，以水平 （H） 發(fā)射和以水平 （H） 接收的信號(hào)將由 HH 指示，依此類推。根據(jù)以下類型的散射，檢查這些不同偏振的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)攜帶有關(guān)成像表面結(jié)構(gòu)的信息：粗糙表面、體積和雙反彈（下圖）。

粗糙的表面散射，例如由裸露的土壤或水引起的散射，對(duì)VV散射最敏感。

例如，由森林冠層中的葉子和樹枝引起的體積散射對(duì)VH或HV等交叉極化數(shù)據(jù)最敏感。

最后一種類型的散射，雙反彈，是由建筑物、樹干或淹沒的植被引起的，對(duì) HH 偏振信號(hào)最敏感。

重要的是要注意，歸因于不同散射類型的信號(hào)量可能會(huì)隨著波長的變化而變化，因?yàn)椴ㄩL會(huì)改變信號(hào)的穿透深度。例如，C波段信號(hào)僅穿透森林冠層的頂層，因此將經(jīng)歷大部分粗糙散射和有限量的體積散射混合。然而，L波段或P波段信號(hào)將具有更深的穿透力，因此經(jīng)歷強(qiáng)烈增強(qiáng)的體積散射以及由樹干引起的增加的雙反彈散射量（參見下面的樹冠穿透圖）。

干涉測量

SAR數(shù)據(jù)還可以啟用稱為干涉測量或InSAR的分析方法。InSAR使用傳感器記錄的相位信息來測量從傳感器到目標(biāo)的距離。當(dāng)對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行至少兩次觀測時(shí)，距離以及來自傳感器的其他幾何信息可用于測量地表地形的變化。這些測量非常準(zhǔn)確（高達(dá)厘米級(jí)?。?，可用于識(shí)別火山爆發(fā)和地震等事件的變形區(qū)域（查看右側(cè)的干涉圖）。

數(shù)據(jù)可用性

直到最近，一致的SAR數(shù)據(jù)集才被廣泛免費(fèi)提供，從1年歐洲航天局（ESA）Sentinel-2014a的發(fā)射和開放數(shù)據(jù)政策開始。其他傳感器具有歷史數(shù)據(jù)、僅適用于某些區(qū)域的圖像或需要購買數(shù)據(jù)的策略。下表列出了已經(jīng)或正在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的SAR傳感器，以及數(shù)據(jù)參數(shù)和訪問位置。

合成 孔徑雷達(dá)（SAR）是一種完全不同的方式，通過主動(dòng)照亮地面而不是利用來自地面的光線來生成圖像 太陽就像光學(xué)圖像一樣。右側(cè) 上圖顯示了SAR圖像與光學(xué)圖像的極大不同。這些 差異帶來了挑戰(zhàn)，但也創(chuàng)造了新的能力。一個(gè)專業(yè) SAR的優(yōu)勢很簡單：即使是最好的飛機(jī)安裝或衛(wèi)星安裝也 光學(xué)相機(jī)在夜間不太有用，在云或煙霧時(shí)無用 目前。SAR可以在夜間捕獲圖像，并透過云層看到 煙。這是一項(xiàng)24小時(shí)全天候的技術(shù)。

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SAR產(chǎn)生相對(duì)精細(xì)方位角分辨率的能力使其與其他雷達(dá)區(qū)分開來。為了獲得精細(xì)的方位角分辨率，需要一個(gè)物理上較大的天線將發(fā)射和接收的能量聚焦到一個(gè)尖銳的波束中。光束的銳度決定了方位角分辨率。同樣，光學(xué)系統(tǒng)，如望遠(yuǎn)鏡，需要大孔徑（類似于雷達(dá)天線的鏡子或透鏡）才能獲得精細(xì)的成像分辨率。由于SAR的頻率遠(yuǎn)低于光學(xué)系統(tǒng)，因此即使是中等SAR分辨率也需要太大的天線，而機(jī)載平臺(tái)實(shí)際上無法攜帶;通常需要數(shù)百米長的天線長度。然而，機(jī)載雷達(dá)可以在飛行這個(gè)距離時(shí)收集數(shù)據(jù)，然后像處理來自物理長度天線一樣處理數(shù)據(jù)。飛機(jī)在合成天線時(shí)的飛行距離稱為合成孔徑。較窄的合成波束寬度是由相對(duì)較長的合成孔徑引起的，這比較小的物理天線產(chǎn)生更精細(xì)的分辨率。

實(shí)現(xiàn)精細(xì)方位角分辨率也可以從多普勒處理的角度來描述。目標(biāo)沿飛行路徑的位置決定了其回波的多普勒頻率。飛機(jī)前方的目標(biāo)產(chǎn)生正多普勒偏移，而飛機(jī)后方的目標(biāo)產(chǎn)生負(fù)偏移。當(dāng)飛機(jī)飛行一段距離（合成孔徑）時(shí)，回波被解析為多個(gè)多普勒頻率。目標(biāo)的多普勒頻率決定了其方位角位置。

合成孔徑雷達(dá)是一種使用無線電波創(chuàng)建圖像的方法。SAR中使用的無線電波的波長范圍通常從大約3厘米到幾米不等，比用于制作光學(xué)圖像的可見光波長長得多。這些波長落在下圖中光譜的微波部分。

雷達(dá)是RAdio檢測和的首字母縮寫 測距。雷達(dá)是一個(gè)有源系統(tǒng)，它產(chǎn)生自己的無線電波和 將它們從其天線傳輸?shù)侥繕?biāo)。取決于目標(biāo) 屬性和成像幾何形狀，雷達(dá)天線將接收所有，一些， 或者沒有無線電波的能量（這是雷達(dá)的檢測部分）。這 接收到的信號(hào)將傳播與目標(biāo)成比例的時(shí)間 與天線的距離（這是雷達(dá)的測距部分）。

實(shí)孔徑雷達(dá)（RAR）
側(cè)面成像雷達(dá)不同于前視雷達(dá)，如天氣雷達(dá)。如果在飛機(jī)或軌道衛(wèi)星中攜帶放大發(fā)射和接收信號(hào)的雷達(dá)天線，則可以使用雷達(dá)來制作下方地面的圖像。前視雷達(dá)無法創(chuàng)建圖像。這種雷達(dá)圖像是通過向地面和飛機(jī)側(cè)面發(fā)射射頻（RF）能量脈沖，并測量回波強(qiáng)度（有時(shí)稱為“回波”）和往返天線所需的時(shí)間長度而形成的。以這種方式，地面在二維上被“掃描”。一個(gè)維度是“范圍”維度。根據(jù)物體與雷達(dá)的距離，物體沿此維度放置。第二個(gè)維度是“沿軌道”（或“交叉范圍”或“方位角”）維度。在這個(gè)維度中，地面由以等于平臺(tái)（飛機(jī)或衛(wèi)星）速度的速率穿過地面的光束掃描，并根據(jù)飛機(jī)沿軌道的位置將物體放置在該維度中。圖像是由兩個(gè)維度的反射信號(hào)構(gòu)建的。

空間分辨率，即解析地面物體的能力，與方位方向（平行于飛行方向）相比，在范圍方向（垂直于飛行方向）上有所不同。在“實(shí)孔徑雷達(dá)”中，距離分辨率由天線發(fā)射的脈沖寬度定義。方位角分辨率由波束在地面上的足跡寬度決定，波束的寬度與天線長度成反比。較短的天線長度對(duì)應(yīng)于較寬的波束寬度（地面上的波束足跡）。因?yàn)樵谔罩酗w行足夠大的天線以產(chǎn)生合理的方位角分辨率是令人望而卻步的，這限制了方位方向的空間分辨率。先進(jìn)處理算法的發(fā)展解決了這個(gè)問題，催生了新一代成像雷達(dá)，稱為合成孔徑雷達(dá)。

合成孔徑雷達(dá)（SAR）
為了減輕真實(shí)孔徑雷達(dá)方位角分辨率差的不良影響，利用天線沿方位方向的運(yùn)動(dòng)來“合成”或給出長天線的效果

為了減輕真實(shí)孔徑雷達(dá)方位角分辨率差的不良影響，利用天線沿方位方向的運(yùn)動(dòng)來“合成”或給出長天線的效果，如圖3所示。

這種合成過程是可能的，因?yàn)榈孛嫔系纳⑸潴w（目標(biāo)）保留在許多雷達(dá)脈沖的實(shí)孔徑雷達(dá)波束內(nèi)。將所有這些脈沖的反射適當(dāng)?shù)叵嗉?，可以合成波束寬度更窄的大天線，從而在方位方向上獲得更好的空間分辨率。該技術(shù)適用于航空系統(tǒng)以及星載系統(tǒng)。

SAR圖像解釋

雖然 SAR 創(chuàng)建的圖像可以渲染為可識(shí)別的地形地圖，但光學(xué)影像和 SAR 影像之間存在重要差異。SAR 影像被視為非文字影像類型，因?yàn)樗雌饋聿幌袢祟愅ǔＶ庇^的光學(xué)影像。必須了解這些方面才能執(zhí)行準(zhǔn)確的圖像解釋。

陰影 陰影的原因與光學(xué)圖像中形成陰影
的原因相同：物體阻擋了直接輻射的路徑——光學(xué)成像中的可見光和SAR情況下的雷達(dá)波束。然而，與由于大氣散射而可以看到陰影中的物體的光學(xué)圖像不同，SAR陰影中沒有信息，因?yàn)闆]有返回信號(hào)。

透視縮短
由于SAR是一種側(cè)視測距儀器，因此反向散射回波將根據(jù)目標(biāo)沿傾斜平面（雷達(dá)圖像平面）與天線的距離排列在圖像中。這會(huì)導(dǎo)致影像中出現(xiàn)一些有趣的幾何變形，例如透視收縮。如圖4所示，斜率A-B在傾斜平面中被壓縮，因?yàn)槔走_(dá)信號(hào)在到達(dá)A點(diǎn)后不久到達(dá)B點(diǎn)。這會(huì)導(dǎo)致具有坡度的高大物體（例如山）看起來更陡峭，具有薄而明亮的“邊緣”外觀。請(qǐng)注意，傳感器的視角會(huì)影響透視收縮;較大的視角會(huì)降低效果。

停留 Layover 是透視縮短的一個(gè)極端例子，其中物體太高，以至于雷達(dá)信號(hào)在到達(dá) A 點(diǎn)之前到達(dá) B 點(diǎn)。這會(huì)導(dǎo)致來自B點(diǎn)的回波放置在靠近傳感器（近距離）的圖像上，并遮擋A點(diǎn)，就好像頂部已經(jīng)覆蓋在山腳下一樣。

這些現(xiàn)象的影響會(huì)根據(jù)傳感器的視角而改變。較大的視角可增加陰影的效果（延長陰影），同時(shí)最小化疊加的效果（減少疊加）。較小的視角具有相反的效果。圖 6 給出了這些對(duì)崎嶇地形的影響示例。同時(shí)，圖7顯示了城市環(huán)境中的建筑物如何因相同的效果而扭曲的示例。由于中途停留，所有高層建筑都顯得水平布局。

像素亮度

雖然雷達(dá)圖像可能看起來像單色光學(xué)圖像，但這種印象具有欺騙性。雷達(dá)圖像中像素的強(qiáng)度并不表示物體的顏色（如彩色照片）。相反，強(qiáng)度取決于SAR傳感器傳輸?shù)哪芰浚ㄈ缯彰髟吹牧炼龋?，物體的材料屬性，物體的物理形狀以及觀察物體的角度。

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傳感器參數(shù) 設(shè)計(jì)和操作參數(shù)
允許工程師控制反射的返回信號(hào)（稱為反向散射）。工程師對(duì)系統(tǒng)和操作參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模，以最大限度地提高雷達(dá)回波，從而最大化針對(duì)特定目標(biāo)收集的信息。在設(shè)計(jì)過程中，選擇系統(tǒng)的波長和偏振（如下所述），一旦啟動(dòng)，就無法更改。這些固定的傳感器參數(shù)在某種程度上決定了特定圖像中像素的亮度。

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波長會(huì)影響方位角分辨率，但它對(duì)穿透也有重要影響，通常，雷達(dá)穿透力隨著波長的增加而增加。

如上所述，視角會(huì)影響側(cè)傾和陰影，但也會(huì)對(duì)像素亮度產(chǎn)生影響，因?yàn)樗鼤?huì)改變雷達(dá)波束與物體的交互方式。

發(fā)射和接收時(shí)的偏振也會(huì)影響像素亮度，如下一節(jié)所述。

然而，實(shí)施所有這些改進(jìn)確實(shí)需要做出艱難的選擇。我們將服務(wù)開始時(shí)間推遲了8個(gè)月，以完成和驗(yàn)證紅杉的進(jìn)化設(shè)計(jì)。衛(wèi)星的尺寸也翻了一番，從48公斤增加到100公斤。然而，盡管有這些選擇，我們對(duì)結(jié)果感到興奮 -?世界一流的SAR衛(wèi)星能夠滿足客戶的需求和期望。

表面參數(shù) 影響像素亮度的表面參數(shù)
是材料的表面粗糙度，相對(duì)于系統(tǒng)波長和散射材料（物體的介電常數(shù)）。如果材料的表面粗糙度相對(duì)于系統(tǒng)波長是光滑的，則根據(jù)反射定律反射雷達(dá)波束（圖9）。這稱為鏡面反射。如果表面相對(duì)于系統(tǒng)波長是粗糙的，則雷達(dá)波束會(huì)向各個(gè)方向散射。這稱為漫散射。不同的表面粗糙度會(huì)導(dǎo)致不同數(shù)量的漫反射散射和不同的像素亮度。散射材料的介電常數(shù)是材料的物理特性，它決定了該材料對(duì)電磁波的反射程度。金屬物體和水具有更高的介電常數(shù)并且反射性更強(qiáng)，但是由于它們相對(duì)于系統(tǒng)波長是光滑的，并且通常是平坦的，因此雷達(dá)波束被鏡面反射，遠(yuǎn)離傳感器。

此外，某些表面特征將 通過反彈多個(gè)傳感器，導(dǎo)致鏡面反射回傳感器 表面。雙重反射?稱為二面體回波，三重反彈回波稱為三面體回波 返回。

散斑

SAR是一種相干成像方法，因?yàn)槔走_(dá)波束中的無線電波在空間和時(shí)間上是對(duì)齊的。這種相干性提供了許多優(yōu)點(diǎn)（合成孔徑過程需要它），但它會(huì)導(dǎo)致一種稱為斑點(diǎn)的現(xiàn)象。斑點(diǎn)是像素亮度的“鹽和胡椒”變化，會(huì)降低SAR圖像的質(zhì)量，使圖像解釋更加困難。出現(xiàn)斑點(diǎn)是因?yàn)榻o定像素中通常存在許多單獨(dú)的散射，這會(huì)導(dǎo)致像素之間的正（鹽）和負(fù)（胡椒）干涉，否則反向散射返回恒定。

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下一步是什么

通過使用巧妙的信號(hào)處理，SAR可以創(chuàng)建比其他方式更高分辨率的雷達(dá)圖像。SAR 影像提供有關(guān)地面上的信息，但失真和斑點(diǎn)使這些影像與光學(xué)影像大不相同。

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編輯：黃飛

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