合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

第15卷　第2期2000年6月

遥　感　技　术　与　应　用

Vol.15　No.2Jun.2000

合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

吴一戎,朱敏慧

(中国科学院电子学研究所　北京　100080)

摘要:对合成孔径雷达技术在国外的发展现状和发展趋势进行了归纳分析。对当前合成孔径雷达技

术研究的热点:多参数(多频段、多极化和多视角)SAR系统、聚束SAR、SAR干涉测量、SAR的干扰和反干扰、定标技术及其应用等方面进行了讨论。最后介绍了我国在合成孔径雷达技术研究方面的工作进展。

关　键　词:合成孔径雷达;发展现状与趋势

中图分类号:TP732.1　　文献标识码:A　　文章编号:100420323(2000)0220121203

合对全球进行监测。

1　引　言

合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,简称SAR)是一种高分辨率的二维成像雷达,全天候全天时的优点,SAR,

211、多极化和多视角)SAR系统

SAR系统是利用电磁波作为载体对地物进行

测绘的,当SAR系统发射不同波段、不同极化的电磁波和电磁波以不同入射角照射地物时,SAR系统会接收到不同的地物微波散射信息。在SAR技术迅猛发展的今天,能够得到更大信息量的多参数SAR系统越来越受到人们的重视,成为SAR系统今后发展的方向。212　SAR干涉测量

20世纪70年代末以来,国际上开展了三维成

,美国“合成孔径”的概念。1957年8月23日,Michigan大学与美国军方合作

研究的SAR实验系统成功地获得了第一幅全聚焦的SAR图像。此后许多国家都拥有了自己的机载SAR,SAR应用也从军事领域拓展到广阔的民用领

域。1978年5月美国宇航局(NASA)发射了海洋一

号卫星(Seasat2A),在卫星上,首次装载了合成孔径雷达,对地球表面1亿km2的面积进行了测绘,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SAR先后

像理论的研究,提出了众多的理论与实施方案。最先取得实际应用效果的是SAR干涉测量。利用普通SAR在同一区域进行两次或多次条件苛刻的飞行

可以得到地面的三维影像,但这种方法的成像率很低。干涉SAR系统是SAR系统的一种新体制,它是通过在SAR飞行平台上装载两路相互独立的SAR通道(两通道的天线之间保持一衡定距离),分别对地面同一区域进行测绘得到两幅SAR图像进行干涉处理来获得第三维的信息。根据获得这两幅SAR图像的天线位置不同,可分为两种干涉技术:时间干涉可获得方位、距离、速度三维信息。位置干涉可获得地面目标的高度信息,即得到方位、距离、高度三维信息。近年来获得三维信息又出现了新的途径。

升空。除Seasat2“航天飞机成A外,NASA还发射了像雷达”SIR2A、SIR2B和SIR2C X2SAR。前苏联也

于1991年3月发射了ALMAZ21星载SAR,欧空局于1991年7月发射了ERS21,日本于1992年2月发射了JERS21,加拿大于1995年初发射了Radarsat等等,到21世纪的前五年,一些国家或国家集团包括俄国、日本、加拿大、印度、欧共体和美国的空间机构都有部署进一步发射SAR遥感器。星载SAR系统具有数据量大,测绘范围广的特点,更适

收稿日期:2000203206

基金项目:本课题由8632308项目资助。

作者简介:吴一戎(1963-),男,研究员,从事合成孔径雷达信息处理研究工作。

合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

213　聚束SAR及SAR的干扰、反干扰

聚束SAR的天线波束在合成孔径时间内始终凝视着测绘区域,实现小区域成像,得到比带状SAR更高的分辨能力,当前聚束SAR的分辨率已达到30cm。

SAR是一种重要的军用侦察设备,因而它就必

技术的发展,定标技术已成为新一代SAR系统必不可少的组成部分,广泛应用于机载SAR和星载SAR以生产SAR的精密定量产品。SAR定标技术是实现SAR对地定量观测的关键技术,它涉及到的“定量”包含了遥感技术的信息获取、信息处理和信息应用的全部,是多学科、多种技术有机组成的高技术集成。

然处于电子战的环境中。作为SAR的干扰和反干扰技术,其基础是SAR的信号处理,目前尚处于前期研究阶段。随着SAR在军事用途中发挥作用的加强,对SAR的干扰和反干扰的研究会得到重视。214　SAR星座

3　我国SAR研究工作进展

70年代中期,中国科学院电子学研究所率先开

经过多年努力,已有多颗大型微波遥感卫星升空。为了节省经费,目前提倡在大型微波遥感卫星之间和在航天飞机装载的遥感器之间的合作和协调,例如ERS21与ERS22的Tandem干涉SAR数据和SIR2C与X2SAR的联合飞行。今后还将组织SIR2

展了SAR技术的研究。1979年取得突破,研制成功

了机载SAR原理样机,获得我国第一批雷达图像。1987年完成国家“六五”攻关项目“机载多条带多极化SAR”,装备在中国科学院遥感飞机上。1990年研制成功SAR机—地实时传输系统。1994年完成了“机载实时成像器”863项目,35km×35自80年代末,国家863计划部署了发展SAR及相关技术的一系列课题,其中“星载SAR模样机研制”列为863计划重大项目,安排中科院电子所为总体单位,航天总公司五院504所,501所和电子部14所参加,承担大型有源天线研制工作。1998年夏顺利通过了验收,在经过星载SAR关键技术攻关后,最近中国雷达卫星一号已批准列入型号任务,计划下世纪初发射。

自“八五”“九五”以来,根据国家的迫切需要和国际上SAR技术发展趋势,我国还安排了雷达及其SAR成像处理技术相配套的工程任务,其中包括机

或RadarsatSARC X2SAR与ERS ENVISAT和 的编队飞行,提供±60°纬度区域内的数字地形图,

用以今后高分辨率地形研究和应用。,,,。目前小型对地观测卫星的主要技术困难是既要保证遥感器技术性能,又降低其重量和功耗,还要有足够的测轨与姿态控制精度,以保证遥感数据的质量,此外对地面处理也提出了更高的要求。

215　定标技术及其应用

遥感技术及其应用发展至今,定性遥感已远不能满足民用和军用发展的需要。定量遥感应运而生,而且日趋成熟,形成新的产业。遥感从定性发展到定量,标志着遥感技术及应用发展的新阶段。21世纪的遥感是定量遥感的时代。

SAR定标的根本目标就是确定SAR图像中的灰度值与地物后向散射系数的精确关系。随着SAR

载高分辨雷达系统,部署了SAR定标技术、SAR干涉技术等一系列前沿课题和相关的应用研究。相信在下世纪的前5年内,我国SAR技术将飞速发展,在国民经济建设和国防建设中做出巨大的贡献。

TheDevelopingStatusandTrendsofSyntheticApertureRadar

WUYi2rong,ZHUMin2hui

(InstituteofElectronics,TheChineseAcademyofSciences,Beijing100080)

Abstract:Therecentdevelopingstatusbothinchinaandabroadonsyntheticapertureradarisreviewedinthepaper.Thetrendsofsyntheticapertureradarintheearlyofcomingcenturyareanalyzed,thatinclude:multi2parameter(multi2frequency,multi2polarization,multi2angle,etc.)syntheticapertureradar;interferometric

合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

syntheticapertureradar;spotlightSAR;interferenceandanti2interferenceofSAR;SARconstellationandtechnologyofcalibration.

Keywords:Syntheticapertureradar(SAR),Developingstatusandtrends

资料

高分辨率商用地球观测卫星传感器基本信息

公司名称卫星名称模式分辨率(GSD)

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