工程流体力学 第十章 节 合成孔径雷达 PPT课件.pptVIP

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）;§10.1.1 加拿大的雷达卫星和星载合成孔径雷达（Canada’s RADARSAT Onboard SAR）;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;;§10.2 合成孔径雷达的原理（Principle of Synthetic-Aperture Radar）;§10.2.1 多普勒效应（Doppler Effect）;我们假设某一声源发出的声波频率为f，波长为λ，它们与声波传播速度v的关系为 （10-3）图10-5给出了阐述多普勒效应的示意图。;图10-5给出了阐述多普勒效应的示意图。如图所示，假设波源以速度vS由S向B做匀速直线运动，在前方一个波长位置B点有一个固定的波接收装置。首先，波源在位置S发出频率为f和波长为λ的一个波；经过T=1/f的时间以后，波源前进到位置S′。这里T是波的周期，并且 （10-4） 当波前以速度v达到B点的时候，波源以速度vS达到了位置S′。此时，B点接收到的声波波长λ′为 （10-5） 因此，在B点接收到的波动频率f′是 （10-6） 由于f ′ f，故在B点接收到的波动频率比波源发出的频率要高。当波源以速度vS由S点背向B做匀速直线运动时，用同样的方法可以导出 （10-7） 这时在B点接收的波动波长λ〞变长，对应频率f???有所降低。;第二种运动是波源不动，而位于B点的接收装置以速度vS向着波源做匀速直线运动。这相当于波动的传播速度增加，变为v+vS。这样，虽然波源发出的频率保持不变，但是接收装置接收到的波动频率变为 （10-8） 因此，接收装置接收到的频率比波源发出的频率要高。当B点的接收装置以速度vS背向波源运动时，同样可知接收到的波动频率f〞为 （10-9） 即接收的频率f〞低于波源发出的频率f。 由此可见，只要波源与接收装置之间存在着相对运动，接收到的频率就不同于发射的频率。两者之间的距离缩短时，接收频率高于发射频率，反之，接收频率低于发射频率。这就是多普勒效应（Doppler effect）。在声波领域发现了多普勒效应以后，经过几十年的研究，1938年科学家证明了在电磁波领域内同样存在多普勒效应。目前，利用多普勒效应研制出的导航、测距、跟踪、和气象观测等雷达系统已得到了广泛的应用。;图10-4可用于解释雷达的多普勒效应。如图所示，安装在卫星上的合成孔径雷达以一条很窄的波束向前下方的地球表面发射频率为f0的电磁波。卫星与被探测点之间存在相对运动，卫星与被探测点之间的相对速度w′