星载SAR综述.docxVIP

研究背景  REF _Ref363137852 \r \h [39] REF _Ref363137854 \r \h [40] REF _Ref363137856 \r \h [41] REF _Ref363137858 \r \h [42] REF _Ref363137859 \r \h [43] REF _Ref363137864 \r \h [44] 自美国在1978年发射第一颗合成孔径成像雷达卫星( Seasat)[ 1] 以来, 由于其能全天时、全天候、不受国界和政治的影响， 几乎可以获得地球每个角落的高分辨率图像而受到广泛关注。合成孔径成像雷达获得的高分辨率图像与传统光学图像相比， 具有其明显的特点， 可以获得光学图像所不具有的信息， 工作在低频段的合成孔径成像雷达甚至可以发现隐藏在树林下、浅层地表下的目标。 目前星载合成孔径成像雷达已经在民用、军用方面得到了广泛的应用。在民用方面， 主要用来灾害评估， 如地震引起的山体、道路、桥梁的断裂程度评估， 水灾、雪灾的面积评估， 海洋受污染的程度评估等; 海洋特性研究， 如根据雷达图像分析海流、内波特性等。在军事方面， 主要用来侦察重要军事目标， 如港口、机场等; 也可以对打击效果进行评估。利用两部干涉合成孔径成像雷达对同一地区获得的图像， 经干涉处理可以形成该地区的三维图像， 因此可以用于地图测绘。 星载SAR研究现状 星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）的研究主要集中在美国、加拿大和欧洲诸国等西方发达国家。 美国是星载合成孔径雷达的发源地，美国的研究人员在星载SAR领域做到了多个第一。早在1978年，美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）就成功发射了第一颗SAR卫星—海洋卫星（Seasat） REF _Ref363137559 \r \h \* MERGEFORMAT [1]。Seasat的轨道高度为795km，分辨率为25m，测绘带宽度为100km。Seasat运行了100天，对地球表面多达1亿平方千米的面积进行了测绘，并且利用重复轨道干涉模式首次在空间获得了地球表面的星载SAR干涉测量数据。1989年NASA开展了一项星球雷达任务——“麦哲伦”（Magellan）SAR观测金星计划 REF _Ref363137561 \r \h \* MERGEFORMAT [2] REF _Ref363137562 \r \h \* MERGEFORMAT [3]。Magellan于1989年5月4日由“亚特兰蒂斯”号发射升空，1990年9月15日开始测绘任务，1991年5月15日终止，期间测绘了金星的70%地表，分辨率不低于300米。Magellan雷达工作于S波段，HH极化，距离向分辨率为120～360m，方位向分辨率为120～150m，入射角大于30°。 1981年，1984年，1994年美国分别发射了航天飞机搭载的SIR-A、SIR-A和SIR-C（其中SIR-C搭载的 X-SAR 由德国和意大利联合研制） REF _Ref363137563 \r \h \* MERGEFORMAT [4] REF _Ref363137565 \r \h \* MERGEFORMAT [5]。这一系列SAR载荷从单一的L波段扩展到了L、C、X三个波段；从单纯的HH极化发展到HH、VV、HV和VV四种极化方式；从固定天线到机械扫描天线最后发展为电扫描天线，能够实现条带和扫描两种工作模式。多频段、多极化、多模式工作的SAR逐步成为SAR卫星的发展方向。 2002年，美国“奋进”号航天飞机发射升空，执行耗资3.64亿美元，称为“航天飞机雷达测绘使命（SRTM）”的空间飞行任务 REF _Ref363137566 \r \h \* MERGEFORMAT [6] REF _Ref363137567 \r \h \* MERGEFORMAT [7] REF _Ref363137568 \r \h \* MERGEFORMAT [8] REF _Ref363137789 \r \h [9]。它采用的方式为单航过双天线干涉测量，即在航天飞机上使用双天线实施干涉SAR（InSAR）地形测绘。该任务历经11天顺利完成任务，共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取的雷达影像数据达9.8万亿字节，数据覆盖范围在北纬60°至南纬56°之间，覆盖面积超过1.19亿平方公里，数据产品为间距30m和90m的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）