中国科学院国家科学图书馆
科学研究动态监测快报2007年11月1日第10期（总第10期）
空间光电科技专辑
(合成孔径雷达技术专题)
中国科学院高技术研究与发展局
中国科学院国家科学图书馆
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空间光电科技专辑2007年第10期（总10期）
出版日期：2007年11月1日
专题
编者按：合成孔径雷达（SAR）能够克服云雾雨雪和夜暗条件的限制对地
面目标成像，可全天时、全天候、高分辨率、大幅面对地观测，在军事侦察、
军事测绘及诸多民用领域发挥了重要作用，近年来受到世界各国高度重视并得
到迅速发展。本期专题对SAR技术的发展及其应用做以简要介绍，详细介绍美、
德等国的SAR计划进展及相关技术，以及近期国际上关于SAR的最新情况。
合成孔径雷达技术的发展及其应用
SAR是一种二维微波遥感成像雷达，由于具有远距离全天候高分辨力成像、自动目标识别、先进的数字处理能力等优点，使其拥有广泛的用途。20世纪50年代初美国科学家最先提出来“合成孔径”的概念，主要是为了满足军事侦察雷达对高分辨率的需求。经过多年的发展，SAR从开始的单波段、单极化、固定入射角、单工作模式，逐渐向多波段、多极化、多入射角和多工作模式方向发展，天线也经历了固定波束视角、机械扫描、一维电扫描及二维相控阵的发展过程。未来几年SAR的研究热点以及发展趋势是：多参数（多频段，多极化和多视角）SAR系统，聚束SAR，极化干涉SAR及合成孔径激光雷达。
1.应用范围
1.1军事应用
美国的“长曲棍球”(Lacrosse)军用雷达卫星，自1988年至2005年已先后发射了5颗，分辨率从最初的1 m提高到0.3 m，这是目前为止分辨率最高的天基合成孔径雷达。美国正在发展的“天基雷达”计划是为美国空军实施的一项具有空间力量增强战略的计划，该计划是一个由8~10颗成像卫星组成的星座，星上的主要有效载荷是SAR，且具有地面运动目标指示（GMTI）的功能。
德国的SAR-Lupe军事雷达卫星，是欧洲高分辨率（分辨率低于1 m）天基成像雷达的首次应用。该系统独特的设计概念是包括五颗卫星的星座，每颗卫星都载有有源线阵雷达，具有很高的性价比，为不同的应用奠定了基础。第一颗SAR-Lupe 卫星已于2006年12月成功入轨，第二颗卫星在今年的7月2日发射，第三颗将于11月1日发射，后两颗将于2008年中期发射。最后两颗SAR-Lupe卫星的技术改造工作已经开始，项目名称为SARah，主要目的是研制有源雷达系统，尤其是高功率放大器管。德国宇航中心（DLR）最近还启动了对TanDEM-X雷达卫星的研究工作，该卫星计划2009年发射，设计运行5年。TanDEM-X卫星将与今年6月15日发射的TerraSAR-X卫星在地球轨道内近距离编队飞行，通过这种双星编队星座方式，卫星能够在三年内完全勘测地球陆地表面（1.5亿平方公里），为德国军方提供数字高程模型。
加拿大的Radarsat-2采用多极化工作模式，大大增加可识别地物或目标的类别。根据采用的不同工作模式，可为用户提供3~100 m分辨率的雷达图像，相应的成像幅宽范围为10~500 km。
俄罗斯正在研制一颗名为“秃鹰E”(Kondor-E)的S波段小型雷达卫星，“秃鹰E”卫星重量仅800 kg，由于采用了重量极轻的6 m折叠式抛物面天线，有效载荷重仅有约250 kg。信号带宽200 MHz，分辨率约为12 m，卫星轨道为800 km高的极地轨道。
以色列国防部及Elta系统公司披露了正在建造的TecSAR侦察卫星的细节，该卫星是一种低地球轨道SAR技术演示器，重量达300 kg，其中包括100 kg的、采用电子束控制的多工作模式SAR有效载荷。TecSAR卫星与以色列的“地平线”（Ofeq）系列间谍卫星一样，将以大约每90分钟一次的速率通过特定的目标区域，可在24小时内提供双倍数量的可用情报。一个强大的地面站已经被部署，用来通过高速数据链路分派新的任务，同时也可以通过该链路下载图片以备进一步利用及解释。数据链路有240 G的存储容量。
1.2海洋、气象、气候方面的应用
X波段SAR作为NASA “Missin to Planet Earth”的一部分，是NASA、德国空间局（DARA）和意大利空间局的合作项目。X-SAR可以在任何天气和太阳情况下，实际测量地球上的任意地区，如穿透植被、冰层和干旱的沙漠等，绘制地表图形，为科学家提供关于气候和地质推移、水循环和海洋环流的详细信息。X-SAR分别于1994年的4月和9月，由美国的奋进号航天飞机搭载飞行了两次，这两次连续的飞行在两个不同季节观测地球上的同一地点，目的是探测季节的改变，为可再生和不可再生资源提供更精确和可靠的监测。SIR-C/X-SAR任务，观测了超过400个地点。2000年1月，X-SAR在航天飞机雷达地形任务中再一次被使用，产生了第一张地球表面的三维图形。
1.3环境方面的应用
2002年2月发射的Envisat卫星，搭载了复杂的光学和雷达仪器（ASAR，高级合成孔径雷达），目的是为了连续观测和测量地球海洋、陆地、冰山，以及为研究各种自然和人为因素造成的气候改变提供大气数据，同时也为自然资源的管理提供了大量信息。
韩国航空宇宙研究院（KARI）和韩国空间局共同开发的Kompsat-5（韩国多目标卫星）SAR地球观测卫星，其搭载的X波段多工作模式SAR将为地理信息应用提供图像，帮助监测和预防环境灾难，预计于2008年底发射，2009年的上半年完成在轨测试。
2.关键技术
2.1天线
2.1.1 现状
对任何类型的雷达而言，天线是最重要的关键部位，是决定星载SAR质量的最大因素。具有T/R模块的相控阵列天线工作波段为P波段、L波段、C波段。TerraSAR 可以使用X波段的T/R模块。目前的其他星载SAR的天线尺寸大约为：微波阵列天线，10~15 m×l m (ENVISAT，Radarsat)；Radarsat 2，一个阵列天线质量为800 kg，预计体积为7 m3。SRTM机械式折叠天线的尺寸为10 m×3 m。SAR-Lupe计划使用反射天线，L波段、直径为12.5 m的网格状天线在太空中是合格的，并且尺寸可以扩大，频率也可以扩展。
干涉SAR（InSAR）系统需要电子扫描的相阵列天线，发射/接收（T/R）模块是一个关键组成部分，T/R模块效率的提高将使SAR更加可行。JPL在2005年介绍了其两个高效率T/R模块，一个模块采用30 W GaAs Class-A/B功放，另一个模块采用70 W LD-MOS Class-E/F功放，两个模块都采用一个普通的的功率零件。每个模块都工作在超过80 MHz带宽L波段（1.2 GHz），模块效率均超过58％，表1列举了详细结果（参考文献6）。
表1 30 W和70 W T/R模块的测试结果
2007年该实验室又演示了振幅和相位稳定的高效率L波段T/R模块，评估了未补偿模块的性能，揭示了自适应T/R模块的必需条件。表2是对未补偿模块和带自校准模块的测试结果（参考文献7）。
表2 T/R模块测试性能
2.1.2 趋势
在未来10年中，会出现超轻天线和大型基础部件，例如可折叠或充气式的支架和膜(如表3所示)。
表3 天线发展中的预计将取得的进展
现状到2010年2010~2020年
固定安装的
装有万向接头的低增益、有源共形有源阵列、机载高增益、万向接头相控阵、数字集成多功能带宽
扫描的相控阵波束形成阵列、阵列
超带宽阵列
有源相控阵列
（L波段、C波段）有源相控阵充气式结构、
星载波导管天线阵列列、密封结构膜、多功能阵列
（X波段）1000kg 30kg
1000~8000kg（航
天成像雷达-C）
数字波束形成相控阵天线将成为发展趋势。每个元件都包含发射天线以及滤波器、低噪声放大器、混频器、数字转换器、一台计算机(即常规的T/R模块加一个额外的微处理器单元)。这台中央计算机综合了所有的信号，以数学计算的方法形成阵列天线的波束。接收机的数字波束形成方法可以使波束同时集中在整个照射区域。在后续的处理过程中，为了避免干扰，可以生成用于观测扫描多波束并且有策略地生成零信号，还可以获得低噪声图形，由于微波真空源相对而言比较高效，可以极大地改善系统的有效性。小的子阵元件可以轻易地组成一个共形天线阵。在包含有
许多卫星的编组传感器群中，每个卫星的接收机(以及各自的发射机)都可以被看作是数字波束形成阵列中的一个单独元件。未来的SAR的天线，大部分都只带少量的辅助元件(太阳能电池、GPS、电源等) 。目前合成孔径雷达天线(SAR antenna)正发展成为一个完全的天线合成孔径雷达(antenna SAR)．必须在微型化方面取得预期的进展。TerraSAR就是在此方向上迈出的第一步，表4是一个粗略的发展路线图。
表4 星载SAR质量、天线尺寸发展路线图
卫星ERS-1 Radarsat ENVISAT TERRASAR antenna SAR
发射 1991 1995 2002 2004 2015？
时间
传感器 6 仅合成10 仅合成仅合成
数目孔径雷达孔径雷达孔径雷达
总质量 2500kg 2750kg 2145kg 1000kg 200kg?
天线 1m×12m 1.4m×15m 1m×12m 1.7m×4.8m 未定
2.2功率
2.2.1 现状
SAR的发射机功率极限范围、扫描带宽以及卫星轨道也是关键因素。2003年，固态功率器件，S波段45％的效率，功率为100 W；X波段约25％的效率，功率为12 W。行波管的平均功率为几百瓦，峰值功率约为6~10 KW。这些数字决定着卫星的整体动力供应。也可以通过太阳能发电机和原子能发电机获得动力。
NASA 的JPL正在研制宽能带隙（WBG）的氮化镓（GaN）半导体固态功率放大器（SSPAs），以替代空间应用中的行波管放大器（TWTA）。目前，正在对这种SSPA在32GHz（Ka波段）工作的可行性进行评估，评价WBG装置的性能，以绘制SSPA工程模块发展的路线图。详见参考文献8。
表5 特殊半导体发展路线图数据
项目2001 2004 2007 2010 2013 2016 改善因子
芯片频率（GHz） 1.7 4.0 6.7 11.5 19.5 29 17
2.2 4.5 17 34.4 69 136 62
DRAM:
功能/芯片/G字节
DRAM:G位/cm20.6 1.5 3.0 6.1 18.5 37 67 ASIC:晶体管/cm289 178 357 714 1.4 M 2.9 M 32 ASIC:晶体管/芯片714 1020 2041 4.1 G 8.2 G 16 G 23
逻辑：晶体管/cm240M 77 M 0.2 G 0.3 G 0.6 G 1.2 G 30
185 M 0.4G 0.8 G 1.7 G 3.5 G 7.2 G 40 SRAM:
微晶体管/cm2
0.2 0.1 0.05 0.02 ？？＞50
晶体管成本
（10—9美分）
2.2.2 趋势
“摩尔法则”提供了未来几十年电子行业发展的大趋势，即每块芯片上的功能度(位、晶体管、单块微波集成电路、微处理器单元等)的市场需求和超导体行业对此的反应每隔一年半到两年就会翻一番。该法则显示，成本/功能(每字节的成本或每个晶体管的成本)每年降低29％。表5中的代表性发展路线图数据表明，在今后10年中，预计出现功能度大幅增加而成本大幅下降。这将是迈向实现运行多种复杂自主操作程序，以及实时机载数据处理、数据评估、数据压缩等的一大步。在时间帧内，固态部件的有效功率将超过60％。另外，由于高度微型化，射频系统(包括天线)的质量和体积将急剧减小到10％或更小，雷达和操作功能的高度自动化会减少发射后的操作任务。
高温超导体可以应用于非常小的滤波器、具有高信噪比的T/R模块。预计在时间同步达到纳秒级精确度方面也将取得进展，固态功率器件的有效性将超过60％。
3.发展趋势
3.1多参数SAR系统
SAR不同的极化方式能使被探测的地物具有不同的电磁响应，即具有不同的后向散射特性，地物层次变化对比亦不相同。因此，采用多极化方式，可以显著改善信号和图像的详细性和可靠性，再加上在不同频段和不同的视角下对地观测，就可以完整地定量分析地面目标的雷达散射特性。正是如此，多参数SAR系统必将会越来越受到重视。
3.2聚束SAR
聚束式工作模式，是指在SAR飞行过程中，通过调整天线波束的指向，使波束始终“聚焦”照射在同一目标区域。由于实行了“聚束”手段，增加了SAR在方位向的合成孔径时间，等效地增加了合成孔径的长度，根据SAR方位向的理论极限分辨率约为天线方位向尺寸的一半，由此可以提高SAR方位向的分辨率。显然，SAR以聚束模式工作时不能形成连续的地面观测带，但它获得的高方位分辨率在许多应用场合是非常有价值的。因此，聚束SAR技术应当得到重视。美国密执安环境研究所（ERIM）与空军共同开发的聚束SAR数据采集系统，可以在几百米到几千米区域范围，获得距离和方位分辨率均达到1 m的高分辨率图像。ERIM与海军联合开发的P-3A SAR系统，方位分辨率达0.66 m。美国Norden公司研制的APG-76（V）雷达以聚束照射模式工作时，方位分辨率可以达到0.3 m。SAR实现聚束模式工作，需要解决几项关键技术：天线波束控制、运动补偿和高分辨率成像处理算法等。3.3极化干涉SAR（POLINSAR）
极化干涉SAR（Polarimetric SAR Interferometry）通过极化和干涉信息的有效组合，可以同时提取观测对象的空间三维结构特征信息和散射信息，为微波定量遥感、
高精度数字高程信息和观测对象细微形变信息的提取提供了可能性。POLINSAR系统研制、数据处理技术和应用研究己成为国外SAR技术研究的热点。
1997年德国DLR的E-SAR机载L/P波段重复轨道全极化系统、1998年NASA/JPL TOPSAR和AIRSAR机载C波段单轨道极化干涉系统分别都得到了几组相干的全极化数据。最近，日本的JPiSAR机载X/L波段全极化、X波段垂直轨迹单轨道干涉系统也收集到了相应的数据。
2000年2月的SRTM计划是1994年NASA JPL实验室的SIR-C/X-SAR任务的延续，首次在航天飞机上实现了L、C波段双天线单航迹的全极化干涉。这次任务还对部分地区进行了重复航迹的观测，获取了全球80％陆地覆盖的高精度全极化干涉数据。这些相同获得的大量全极化干涉数据，大大地推动了极化SAR干涉技术的研究。
经过几年的研究，POLINSAR数据处理算法、图像特征提取和地物分类算法正逐步被研究人员实现、测试并证实，并分别于2003年和2005年举行了全球范围的POLINSAR研讨会。POLINSAR可应用于地表植被高度估计、高精度DEM提取、地物分类和参数反演、区域变化检测以及探地等方面。
3.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar）
激光雷达作为一种高灵敏度雷达，不仅能探测和跟踪目标、获得目标方位、速度信息及普通雷达不能得到的其他信息，而且还能完成普通雷达不能完成的任务，如探测隐身飞机、潜艇、生化战剂等，因此它被广泛应用于航空遥感、大气监测、卫星探测、军事侦察等方面。但激光雷达也有波束窄、不适于大面积搜索等缺点，因此研究新体制的激光雷达具有很重要的意义。
利用激光器作辐射源的SAL使用了合成孔径技术，而且由于工作频率远高于微波，对于相对运动速度相同的目标可产生更大的多普勒频移。因此不仅克服了普通激光雷达波束窄、搜索目标困难等缺点，而且能够提供比SAR更高的方位分辨率，适合大面积的地表成像。
Northrop Grumman公司在2006年8月成功设计并建造了全世界第一个SAL系统，并对它进行了演示。试验证明，该雷达可以提供高分辨率的、接近摄影质量的战术图像。
通过对飞机运动过程中连续采集到的数据进行数字信号处理，从而建造一个合成孔径的新技术战胜了传统光学成像系统分辨率的限制，尤其是入瞳孔径的衍射限制。合成孔径比激光雷达接收器的物理孔径更大，大大提高了图像的分辨率。
该系统是合成孔径激光雷达战术成像（SALTI）计划第一阶段的产物，SALTI 计划是由美国防部高级研究计划局资助的，目的在于将雷达图像采集和处理技术应用到光学波长范围，Raytheon和Northrop Grumman公司是这一计划的主要承担者。
可以拍摄战术图像的SAL将常规SAR在白天和夜晚都能拍摄远距离图像的特点，与高分辨率光学图像的可判读性以及可以利用三维图像的性能相结合，因此可有效满足远程战场感知的需要。
研究人员于3月31日－4月3日在爱德华兹空军基地进行了相关试验。第一幅空基SAL图像是由Raytheon公司使用光纤激光器得到的，随后NG公司利用CO2气体激光器也成功得到了SAL图像。
4.国际合作加强
4.1欧洲
欧洲六国（法、德、意大利、西班牙、希腊和比利时）正准备合作开发以监视、侦察和观测为目的的多国基于卫星的成像系统（Musis），预计于2015~2017年完成。
意大利的COSMO-SkyMed（用于地中海盆地观测的四颗小卫星组成的星群）是一个工作在X波段的低轨道、军民两用地球观测星座，它由意大利研究部（MIUR）、国防部资助，由意大利空间局（ASI）负责管理，COSMO-SkyMed 1已于2007年6月7日成功发射。
星座中的每颗卫星都搭载了一台多工作模式的SAR，具有高分辨率、实时、在所有可见光环境下工作的特点。该雷达完全可编程，可在宽频带下操作。由于其采用了高级技术，可从返回信号中提取更多有用信息，符合用户的大范围应用需求，从而代表了的新一代雷达的诞生。
5颗德国SAR-Lupe卫星和4颗意大利Cosmo-SkyMed卫星刚刚开始服役，预计到2017~2018年退役，因此雷达卫星的替代任务还不是很紧迫。
此外，由于法、德已签署协议要交换Helios-2和SAR-Lupe的图像，而Helios-2项目的非合作者却被排除在外，因此西班牙决定建立一个独立的、本土的军民两用监视卫星系统。目前已投入约1.12亿欧元用于研制军用SAR卫星及地面段升级，另有9千万欧元用于研制民用光学传感器。
4.2非洲
非洲四国（阿尔及利亚、尼日利亚、南非和肯尼亚）正计划部署微小卫星群，以监视水和陆地的使用、农业、森林和其他可持续发展指标。这四个国家将建立非洲资源管理（ARM）网络，每个国家都将贡献出自己的空间和地面段，并将数据共享。ARM将具有三级成像能力：20~30 m宽成像条带，3~5 m分辨率多光谱成像和0.5~0.75 m分辨率全色成像。第一级需要4颗卫星以确保每两天重访一次，这对土地和农业管理是很必要的。两个这样的小卫星已经在尼日利亚和阿尔及利亚运行，由英国的Surrey Satellite Technology Ltd.（SSTL）制造。
SSTL和EADS Astrium公司还分别为尼日利亚和阿尔及利亚研制了3~5 m分辨率的第二代航天器卫星，可以满足每天重访的要求，保证一年内获得整个陆地的高
分辨率图形。SSTL公司正研制包括光学、SWIR和雷达在内的第三代多传感器包，分辨率低于1~3 m，其主要部分是一个小合成孔径雷达。
（王海霞编写）参考文献
1.https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/aw/search/autosuggest.jsp?docid=264629&url=http%3A%2F%2F
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,%2Favnow%2Fnews%2Fchannel_space_story.jsp%3Fview%3Dstory%26i d%3Dnews%2Fafrica100907.xml
2.https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/aw/search/autosuggest.jsp?docid=262792&url=http%3A%2F%2F
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,%2Favnow%2Fnews%2Fchannel_defense_story.jsp%3Fview%3Dstory% 26id%3Dnews%2Faw092407p2.xml
3.https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/docfile/dyn/12345678LANGCCCCDDDDEEEEEEEEEE01:235F1
3487D756C600D774C112B1C1A2D:PG2262850977AAAAAAAAAAAAAAA10820
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/pdf/inside/06_TC_Highlights/aiaa-sen.pdf
5.W. Keydel. Perspectives and visions for future SAR systems. IEE Proc.-Radar Sonar Nuvig., V ol.
150, No. 3, June 2003, 97-103
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/conferences/estc2005/Presentations/B4P2.pdf
7.https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/conferences/nstc2007/presentations/B9P2.pdf
8.https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/progress_report/42-164/164B.pdf
9.孙佳. 国外合成孔径雷达卫星发展趋势分析. 装备指挥技术学院学报, 2007, 18(1):67-70
10.吴一戎,洪文,王彦平. 极化干涉SAR的研究现状与启示. 电子与信息学报, 2007,
29(5):1258-1262
11.李番,邬双阳,郑永超等. 合成孔径激光雷达技术综述. 红外与激光工程, 2006, 35(1):55-59 研究进展
德国TerraSAR-X雷达卫星研究进展
德国的下一代雷达卫星TerraSAR-X使用尖端的地面基础构造向科学家和商业用户传送地球观测数据。欧洲空间局（ESA）操作运行中心开发的开放源码软件将促进该任务取得成功。
据德国航空航天中心（DLR）报道，2007年6月15日DLR在拜科努尔人造卫星发射基地成功发射了TerraSAR-X雷达卫星，该卫星将利用合成孔径雷达进行地球观测任务。此前，DLR经过细致严格的比较，最终确定了最尖端的、支持卫星或空间目标的地面构造，以完成任务控制和数据分类。
图1 TerraSAR-X雷达卫星
地面结构中一个关键的部分是任务控制系统。DLR采用了位于德国达姆施塔特的欧洲空间操作运行中心（European Space Operations Centre，ESA/ESOC）开发的SCOS-2000（Spacecraft Operating System 2000）软件。欧洲工业公司和欧空局成员均可以在开放源码许可计划下利用SCOS-2000，并从中获得商业利益。
TerraSAR-X雷达卫星是由德国政府和工业界共同研制的第一颗卫星。雷达卫星的顺利升空，标志着德国地球测绘技术达到崭新高度。今后的5年中，TerraSAR-X 将在高度为514 km的极轨道上利用有源天线昼夜搜集整个地球的X波段雷达数据，为德国提供高质量的地表雷达图像；并且无论天气条件、云覆盖率和照度情况如何，其分辨率精度均可达到1 m。位于慕尼黑附近的德国空间操作运行中心将使用SCOS-2000对TerraSAR-X进行控制。
TerraSAR-X卫星由EADS Astrium公司建造，DLR的任务是把卫星收集的数据应用于科学目的，同时负责任务的设计、执行以及卫星控制。
图2 TerraSAR-X雷达数据分辨率高达1 m，预期可以应用于众多领域，包括农业、林业、渔业、绘图、地质学、海运和效用管理等。
TerraSAR-X卫星的建造基于从以往雷达任务中获取的技术知识，科学家们还研制了用于卫星的新技术。TerraSAR-X的一个出色特征是高空分辨率、超常规雷达系统。科学家利用TerraSAR-X卫星能够详细研究和观察土壤特征，并更好地将不同农作物分类。TerraSAR-X还将为城市区域观测提供全新视角。TerraSAR-X的高分辨率将能够精确测绘独立的建筑、城市结构和基础设施（如公路、铁路线）。TerraSAR-X还可以应用于海洋和沿海区域观测，利用雷达观测两极地区。
除雷达外，卫星上还安装了两个次级载荷：激光通信终端（LCT），是一种在轨技术演示器，验证空间中的快速光学数据通信，由德国航空航天中心投资，TESAT 公司建造，它将联接TerraSAR-X和未来的地面站，通过这个激光系统，可向地面传输大量数据集（Dataset）；跟踪、隐身与测距实验仪（TOR），由双频全球定位系统（GPS）和一个激光反射单元构成，TOR使卫星能够以小于10 cm的高精度转向，提高雷达图像的质量。
ESA的开放源码模式则为工商业提供了机会。在开放源码许可计划下，能够免费提供产品和增值装置、以及支持和维护服务的欧洲企业都可以利用ESA的SCOS-2000软件。此外，ESA软件支持独特的公共和个人合作企业。TerraSAR-X 的研究和发射得到公共和私人两方面的资助，其中DLR和DLR研究协会负责整个计划的管理，并承担卫星80 %的费用；而EADS Space（一个欧洲私人太空公司）则负责建设卫星，并筹集其余20 %的资金。科学团体如果需要使用该任务的数据，可以与DLR的德国遥感数据中心进行协调；同时，Infoterra股份有限公司（EADS Space的一个子公司）将开发地球信息产品，并进行数据的商业交易。通过这样的渠道，商业用户和科学研究人员将分享可以使用的观测时间。
另据报道，TerraSAR-X卫星发射成功之后，已陆续为各种科学领域传送回品质卓越的雷达图像。这将成为公共部门和工业行业（Public-Private Partnership，PPP）联合操纵的平稳运行计划的极佳范例。DLR的研究人员称，TerraSAR-X获得的雷达数据对于全世界的研究者而言是一个重要的信息源，同时将推动商用地球观测应用的发展。由于TerraSAR-X，德国将成为欧洲地球观测项目GMES（Global Monitoring for Environment and Security，全球环境与安全监测）的领军人物。
在柏林联邦新闻办公室举行的新闻发布会上，DLR和Infoterra公司展示了TerraSAR-X的全部带宽。卫星环绕地球飞行拍摄到的雷达图像为数据的多功能性能提供了有力的证明。利用这些数据可以保护沿海区域和地表水，监测雨林地区的伐木情况，还可以测量风、云以及在地球表面移动的物体的速度。此外，这些照片证明这项新技术的分辨率无以伦比，在这一领域德国引导了世界工业和研究水平。
图3 德国Hiddensee 岛 图4 南极洲拉逊冰架
杨 帆 编译, http://www sa.int/esaCP/SEMDV1T4LZE_Protecting_0.html;
http://www.dlr.de/rd/e esktopdefault.aspx/tabid-2091/5929_read-10118/
检索日期: 2007年10月15日
NASA UAVSAR 项目进展
NASA 制一种小型化的极化L 波段合成孔现快速绘制变形地面干的设计、制造和操作，以及数据分析；Dryden 飞行研究中涉仪）中间平台（NASA 以及飞行操作，还要研制平台精确自动驾驶仪（PPA ），这是该ircraft Servixes （TAS ） 公司飞行5－7小时，最高飞行高度约为1
需要 .e n/d 的无人机合成孔径雷达（UA VSAR ）项目的主要目标是研径雷达，用于无人飞行器或最小限度有人驾驶的飞行器，以实涉图的目的。NASA 的喷气推进实验室（JPL ）主要负责雷达心提供RPI （重复轨迹干 C-20A Gulfstream Ⅲ）计划成功的关键要素之一；Total A 为项目提供吊仓并完成G-Ⅲ的修正工作。
UARSAR 具有24个元件阵列，可通过吊仓安装在G-Ⅲ或其他无人机上，在L 波段（1.2GHz ）是完全极化的，装有易操作的电子学扫描阵列天线，使用实时的GPS 和改进的自动驾驶仪，实现小于10 m 的通道飞行路线，还可实现夜间自主雷达操作。
G-Ⅲ是NASA Dryde 飞行研究中心在研的有人及无人驾驶飞机之一，其他几种飞机是：ER-2，Altair/Ikhana(掠夺者 B)及全球鹰。G-Ⅲ目前的主要任务是搭载UA V SAR ，大约要为NASA 服务两年。G-Ⅲ可以连续4 km ，在注满燃料的情况下可搭载约1400 kg 的载荷，飞行范围约6300 km ，不搭载吊仓时的最高时速可达0.82 M 。
在测量火山、冰河、地震和断层线的表面变形时，可重复轨迹的空基干涉SAR 精确的轨道控制（+/-5m ），使用了需要卫星链接的全球微分GPS ， 以吊仓形式安装的传感器以后将要转换为HALE 。
在一个稳定的平台上操作UARSAR 系统对于G-Ⅲ来说是一个苛刻的要求，因此需要建立平台精确自动驾驶仪（PPA ），使G-Ⅲ在一个10 m 直径的通道内飞行，
确保至少有90％的数据是在从平稳状态过渡到光扰动之间获得，符合MIL-STD-1797要求），以及驱动两个改进的ILS （Instrument Land 型。检索日期：2007年10月18日
Aerosonde 公司完成合成孔径雷达测试飞行
ENvironment Mo 利亚制造商）Mk2无人机的首达（micro-synthetic-aperture radar ）。
测试飞行在月中旬至12月中旬进行，标志着SAR 有效载荷在Aerosonde 系末和3月份进行AVEN 联盟开始考虑拓展低成本商用海上传感和光电。PPA 使用了卡尔曼滤波，利用从C-20A/ G-Ⅲ上得到的数据以及安装在UARSAR 吊仓内的近实时微分GPS 单元，产生实时的位置解决方案。实时的导航方案被轮流用于计算指令（导航和控制模块ing System ）检测器。ILS 检测器单元产生调制的RF 信号反馈给在轨的导航接收器，这些修正信号允许G-Ⅲ自动驾驶仪以模拟的ILS 方法飞行，以满足UARSAR 操作的需求。这种PPA 控制方法，与丹麦遥感中心曾经使用过的一种类似合成孔径雷达的应用非常相似。
2006年12月，PPA 完成了一次飞行准备检查，2007年5月14日进行了第一周期的5次飞行测试，第1次飞行是开环控制，第2、3、4、5次飞行是闭环控制，第5次飞行演示了在10 m 的飞行通道内持续时间不断增加。在第二周期的飞行实验中，还要扩展飞行航线，进一步精确航行、制导和控制算法，为第三周期实验建立用户友好界面。
目前，SAR 、SAR 吊仓和飞行器的修正工作正在进行当中，预计年内会演示模
王海霞 编译，https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/archive/nasa/https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/20070017915_2007014603.pdf;
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/archive/nasa/https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/20070031039_2007032016.pdf;
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/conferences/nstc2007/presentations/B4P3.pdf;
由纽芬兰Memorial 大学发起的“航空器遥感环境监测（Remote Aerial Vehicles for nitoring ，简称RAVEN ）”项目进行了改进的AAI 型Aerosonde （澳大次飞行测试，该无人机上携带了一台微型合成孔径雷2006年11统中的首次应用取得了成功。这次测试飞行为2007年2月的加拿大冰面勘察奠定了基础。在该次勘察行动中在在Aerosonde Mk4.2无人机上使用了小型合成孔径雷达（mini-SAR ），在远离加拿大东部海岸线地区进行了海冰监测。
在这次测试飞行的数据基础上，R 监视业务。首先，Aerosonde 系统将不断扩展，实现同时负载micro-SAR 、传感器和小型舰载自动识别系统接收器。因此，该系统亟需试验可以装载在无人机上的足够小巧的SAR 载荷。
Aerosonde 系统传感器的飞行测试最初定于2006年9月进行，但是由于与美国进行谈判，请求其准许在国际武器管制规则（ITAR ）框架下向加拿大转让一架航空器存射总功率小于1 W 。SAR 天线罩（radome ，天线屏蔽器）团队对改进型无人机进行了模拟分析，结果表明天线罩对重力中心有一定的影响，可以改变经度稳定性，提高侧风灵敏性。因此最终处获天线罩（sheath radome ）进行引导的独立radar-test-flights-completed-ahead-of-canadian-ice-survey.html
在困难，测试被迫延期。
目前，Aerosonde 采用的micro-SAR 由犹他州的杨百翰大学和科罗拉多州立大学研发，重量不足2 kg 。采用RF 电子模块，雷达系统中最重的组件重量为900 g 。SAR 运行功率为5.56 Ghz ，发是一个平板阵列，尺寸大小为127 x 330 mm ，附在Aerosonde 两个尾桁架中的一个之上。飞行测试项目中包括了天线罩对无人机的稳定性和性能特征的影响评价。
在飞行测试之前，RAVEN 决定使用Aerosonde Mk 2进行首次测试飞行。
该SAR 曾经于2006年3月装配在Cessna 172上，在阿拉斯加巴罗岛附近的海冰上空进行了测试飞行。当时飞机的电线阵列中没有装配天线罩。几次飞行的室外温度低至-43 °C （-45 °F ），当空速为72 kt （133 km/h ）时，在500 ft （150 m ）高度得的图像分辨率可达2 m 。之后，2006年9月SAR 又在犹他州Logan 市进行了飞行演示，这一次携载SAR 的是轻型飞机Piper Cub 。同一个月，在纽芬兰St John's 岛东端的Quidi Vidi 湖进行了首次利用管状屏极的地基试验。
同时，RAVEN 联盟还计划开发商业服务系统，研究雷达图像的地理参考能力，开发运动补偿系统以改善图像清晰度，并通过配备增强型机载数据处理系统提高雷达的目标自动识别能力。此外，研究者也正在考虑瞄准线与超视线传输，研究结合数据链实现图形直接传输的可能性。
杨 帆 编译, https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/articles/2007/01/12/211473/aerosonde-synthetic-aperture-
检索日期: 2007年10月20日
前沿技术
编者按：Thales Alenia Space 公司是欧洲著名的生产天基国防安全系统的公司，其产品覆盖了通信、观测及早期预警等领域，同时为军民两用空间系统提供解决方案。曾建造过法国的Syracuse 军事通信卫星，意大利的第一颗军事通信卫星系统以及COSMO-SkyMed 地球观测系统；是德国国防部SAR-Lupe 雷达观测卫星、法国Helios-2和Pleiades 观测系统的主要合作伙伴；还为韩国Koreasat-5卫星和巴西的Star One C1和C2等提供军民用卫星出口。
Th 、C 1.y y y 按高定时准确性排序的发射和接收通道
y y 高可通过减小分辨率以增加存储图像的数量
器 性能
性能 ales Alenia Space 的高分辨率SAR 图像处理和控制单元 Thales Alenia Space 公司的SAR 图像处理和控制单元，在JASON 1和2、OSIRIS RYOSAT 、METOP 及SAR-Lupe 等雷达计划中都有应用。
主要特点
数字Chirp 发生器，带有可编程波形和脉冲重复率
无线电频率单元和高功率放大器控制
RF 接收通道
输入带宽
y 振幅相位解调，高带宽模数转换
y y 具有高数据采集速率和输出源格式的大容量固态记录y 辅助的数据采集和存储
表1 典型参数
输入带宽 450 MHz
RF 输入 约1.6 GHz 采集比特数 6 bits 或4 bits(遥控编程)
输出带宽 28 MHz
脉冲重复率 7.2 ~17.2 kHz
脉冲大小 5~10 μs
寿命终止存储器容量 128 b
G 固态记录器输入速率 6 Gbps
固态记录器输出速率 250 Mbps
TM/TC 接口
MIL STD 1553B 功率接口 24~35 V
成像模式下DC 功率损耗
﹤100 W 持续模式下DC 功率损耗 ﹤25 W 体积 430×320×255 mm 3
温度环境 -10/+40 ℃（工作时）
2. 技术描y 雷达和大度集成在一个y 接收通道性能模拟振幅相位并在ASIC 内实现了非常高的数述
容量存储器高箱内
，包括高调制器、模数转换，据采集率
y 模数转换y 可编程的发射和接收序列发生器，可执行不同类型的发射和控制不同类型的RF 单元
可上载新波形的数字chirp 发生器
可增强质量和体积预算
y 续图像遥测接口（Hotlink ）及源格式
y 单元和高功率放大器控制指令设置了LVDS 接口
DC/DC 变流器
王海霞 译自
t tivities/Satellite-based-sol o rvation.html?locale=EN-gb&link=2C020376-102D-630F-4E0C-3B3A6257427ERVATION+DATA+PROCESSING+&+INTERME
IATE+FREQUENCY&dis=1
7年10月19日
位的数量可编程
y y 在大容量存储器中使用了MCM 三维技术，y 大容量存储器的内部冗余设计
在FPGA 内实现了连y MIL1553接口
y 为其他平台信号设置了LVDS 接口
为RF y 具有分布式功率调节和分布式RF 单元总线的集中y 抗辐射加固处理器和ASICs
ht p://https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/markets/Activities/Product-page.html?url=/Ac uti ns-integrators/Obse 8:central&locale=EN-gb&Title=DIGITAL+OBS D 检索日期：200短 讯
BAMS ）空中无人系统（UAS ）”项目的需求，洛克希德·马无人机（UA V ）作为BAMS 系统的有力竞争者之一。关于克希德·马丁公司称，为了进行目标识别，“水手”无人机将携带一台海上专用合成孔合成孔径雷达和天气模式，以及光电/红外传感器和电子测量仪。
安装在“水手”无人机翼梢整流罩上的雷达系统将用于探测、感知和规避目标，通过范围。洛克希德·马丁公司“水手”无人机配备高级合成孔径雷达 2007年4月底，针对美国“海军广域海上监视（Broad Area Maritime Surveillance, 丁公司提议并推出“水手”该系统的装备和特征，洛径雷达、反转高清晰度的光电/红外、陆地或海上专用合成孔径雷达部件可以覆盖360度的此外，“水手”无人机上装有战术通用数据链中的视距内数据链、卫星通讯系统、通讯中继、语音无线通讯和飞行记录仪以及敌我识别系统。
据介绍，对无人机的一个关键的要求是“高度敏捷性（altitude agility ）”，即迅速下降到海面云层下以识别船只、然后快速返回监视高度的能力。
此前，洛马公司在2006年末曾对一种小型化的合成孔径雷达（MiniSAR ）进行了演示，得到了高分辨率和广大区域的成像地图，并能从无人机系统有效地传送到部队指挥员手中，同时不会受到烟雾、沙尘、大雨或黑夜的影响。
杨 帆 编译,
http:t tion?baseid=108& 7年9月10日
意大利军民两用空间计划初具规模
COS 第三颗将于2008年中期发射，第四颗也将于2009年年底开颗卫星的发射合同已于2006年年底签订。
第二颗卫星发射的日期要视首颗卫星校准技术的升级情况而定。COSMO-SkyMed 项总局信息和先进技术管理。
的授权，其合约活动将在年底启动anica 和Thales 联合控股）提出的第二代//https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/articles/2007/04/10/213162/lockheed-pushes-mariner-for-bams-contest.h ml; https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,:8080/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAc docno=20645; https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,:8080/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAction?
Baseid =108&docno=42568
检索日期: 2002007年是意大利发展军民两用空间通讯和观测技术的关键一年，四颗MO-SkyMed 卫星中的第一颗于今年六月发射升空，第二颗将于今年年底发射，始服役；尚未发射的三目由意大利空间局资助，并在意大利国防部电信处（Teledife ）的支持下由Thales Alenia Space 公司开发。
COSMO-SkyMed 是一个以SAR 技术为核心的天基地球观测系统，开发目的是为了满足军事应用和商业需求。由于采用了先进技术，这些卫星的覆盖面积将延伸至印度次大陆，可以用来辅助维和以及灾害法国与意大利已经签署了相关的合作协定，包括ORFEO （光学传感器和雷达联合对地观测）项目和未来的双边军民两用通讯项目ATHENA-FIDUS ，Teledife 希望将COSMO-SkyMed 也加入到该合作项目中。
在欧洲地区，意大利正努力将COSMO-SkyMed 加入到跨国空基成像系统（MUSIS ）和伽利略（Galileo ）空基导航项目中去。Teledife 是MUSIS 地面段研究的合约代理机构，并已经获得将该部分进行工业应用。
另据报道，意大利已经开始筹划第二代Cosmo-SkyMed 卫星星座。
意大利航天局和Telespazio 公司（Finmecc 卫星星座将在2014年以后取代由四颗卫星组成的第一代Cosmo-SkyMed 星座，他们是在展示第一颗卫星传回的首批图像时提出该计划的。
第二代军民两用星座也将由四颗卫星组成，可能会通过发射“第五颗”一代Cosm 具备的性能包括小于1 m 的项目订有互惠协议，共享相互间的地球观测数据。
目。
ml; http:or-tactical-uavs.html
检索日期：2007年美国探索为战术无人机装备一种新型合成孔径雷达
美国国防部长办公室的快速反应技术办公室正计划验证一种基（CCD ）算法的微型合成孔雷达（MiSAR ），目的在于决无人机（UAV ）。
该办备于无人，结果将决定这种CCD 算法在军事行动中的战术效用。
用。
o-SkyMed 卫星来实现。这种双基地卫星（BISSAT ）将利用差分干涉技术，提供非常精确的目标信息，也包括移动目标。
Thales Alenia Space 公司正在研究面向战术应用的平台，SAR 分辨率，多重加密的个性化数据访问，可调式窄波束下行链路以及分布式任务管理。为最大限度的方便民用，第二代Cosmo-SkyMed 卫星将不受国际武器贸易条例（ITAR ）的约束。
从2008年2月起，首颗Cosmo-SkyMed 卫星的数据将由e-Geos 公司向民用市场提供。
意大利还同法国（Helios-2和随后的Pleiades 两用卫星）和阿根廷（L 波段SAOCOM 民用卫星）的同类肯尼亚将免费接收Cosmo-SkyMed 的数据，并参与一项为非洲操作人员举办的技术培训项王立学 译自
https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/articles/2007/10/02/217584/italys-dual-use-space-plans-take-shape.ht //https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html,/articles/2007/10/15/218553/usa-explores-synthetic-aperture-radar-demo-f
10月22日
于相参变化检测定是否要将其装备于小型公室于10月11日发放一项信息征询问卷调查（RFI ），建议对已经装机上的和将在六个月内装备于无人机上的SAR 系统进行非竞争技术比较。文件指出，演示将收集SAR 图像处理的地面真实数据，利用CCD 算法对被收集的数据进行后置处理和分析在验证结果的基础上，美国国防部长快速反应技术办公室将在10月25日做出决定是否继续开发实时SAR CCD 能力，并最终将其装备于小型无人机。
系统发展到成熟阶段，将建议在EADS 公司的MiSAR 、ImSAR 公司的NanoSAR 、Sandia 国家实验室的MiniSAR 以及Selex 传感器和机载系统的PicoSAR 系统上使在美国军事采构订单中拥有最多小型无人机的美国陆军，一直在研究为Textron AAI Shadow 选择200个战术系统，并具备SAR 能力。
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
合成孔径雷达的研究热点解析 导读：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，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、手持式设备等多种形式平台搭载的合成孔径雷达，广泛用于军事、民用领域。 SAR用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动，在不同位置上接收同一地物的回波信号并进行相关解调压缩处理。一个小天线通过运动方式就合成一个等效大天线，这样可以得到较高的方位向分辨率，同时方位向分辨率与距离无关，这样SAR就可以安装在卫星平台上而可以获取较高分辨率的SAR图像。 SAR研究热点之一：新体制论证 SAR系统设计追求的目标：图像质量高（空间和辐射分辨率高），成像幅宽大，具备多模式（扫描、可变入射角条带、斜视、聚束）、多波段、全极化、三维成像、动目标检测与成像能力，对平台运动姿态变化的适应能力强。为此，SAR平台必须安装精密的导航和姿态测量系统（GPS/INS/IMU），多平台之间必须采用精密的时间同步设备（如原子钟、GPS 授时等），SAR系统必须采用全极化相控阵天线（灵活的波束扫描能力、大功率合成能力和良好的鲁棒性）、采用极高频率稳定度的振荡源、增大发射信号带宽（有时必须采用子带合成）、多通道同时接收处理，以及与系统设计相适应的灵活、稳定、实时性强的成像与图像处理算法。新系统设计中的三大同步（时间、空间和相位）、波位设计、性能指标分析和各种误差源的影响分析等是研究热点 SAR从发明至今，from strip mode，to spotlight and scan mode，分辨率的提升带来很多系统硬件、成像算法的不断改进和发展。单极化至全极化，同样也影响着SAR硬件不断更新换代。此外，用户对SAR系统的稳定性和定量特性要求越来越高，也促使SAR不断增强变壮。 SAR研究热点之二：新体制和特殊应用条件下的成像在一些新体制SAR 、小平台（如无
Real and Synthetic Aperture Radar
Real Aperture Radar (RAR) flight direction
azimuth Synthetic Aperture Radar (SAR) flight direction
azimuth
1
Spatial Resolution (1)
2
距离分辨率 与真实孔径雷达距离向分辨率相同。但由于真实孔径 机载雷达一般用短脉冲来实现距离向分辨率，而合成孔 径雷达通常用带宽（脉冲频率的变化范围）为B的线性调 频脉冲来实现作用距离向的良好分辨率。
δr =
1 c cτ = 2 2B
Spatial Resolution (2)
For Real Aperture Radar (Side-looking Radar)
razimuth ?
λR
l cτ 2 sin θ
rground ? range =
For Synthetic Aperture Radar (SAR)
razimuth ?
l 2 c 2 B sin θ
rground ?range =
3
Rr =
τc
2 cos γ
=
ground Range resolution
pulse length × speed of light 2 cos ( depression angle )
Range Resolution (2)
4
合成孔径雷达（SAR） 合成孔径雷达（SAR）数据拥有独特的技术魅力和优势，渐成为国际上的研究热点之一，其应用领域越来越广泛。SAR数据可以全天候对研究区域进行量测、分析以及获取目标信息。高级雷达图像处理工具SARscape，能让您轻松将原始SAR数据进行处理和分析，输出SAR 图像产品、数字高程模型（DEM）和地表形变图等信息，应用永久散射体PS、短基线处理SBAS等方法快速准确地获取大范围形变信息，并可以将提取的信息与光学遥感数据、地理信息集成在一起，全面提升SAR数据应用价值。 基本概念 合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，也称综合孔径雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨力。 分类 合成孔径雷达可分为聚焦型和非聚焦型两类。用在飞机上或空间飞行器上可有几种不同的工作模式,最常见的是正侧视模式,称为合成孔径侧视雷达；此外还有斜视模式、多普勒波束锐化模式和定点照射模式等。如果雷达保持相对静止，使目标运动成像,则成为逆合成孔径雷达，也称距离-多普勒成像系统。合成孔径雷达在军事侦察、测
绘、火控、制导，以及环境遥感和资源勘探等方面有广泛用途。 发展概况 合成孔径的概念始于50年代初期。当时，美国有些科学家想突破经典分辨力的限制，提出了一些新的设想：利用目标与雷达的相对运动所产生的多普勒频移现象来提高分辨力；用线阵天线概念证明运动着的小天线可获得高分辨力。50年代末，美国研制成第一批可供军事侦察用的机载高分辨力合成孔径雷达。60年代中期，随着遥感技术的发展，军用合成孔径雷达技术推广到民用方面，成为环境遥感的有力工具。70年代后期，卫星载合成孔径雷达和数字成像技术取得进展。美国于1978年发射的“海洋卫星”A号和80年代初发射的航天飞机都试验了合成孔径雷达的效果，证明了雷达图像的优越性。空中SAR概况 1. 1951年, Carl Wiley 首次提出利用频率分析方法改善雷达的角分辨率. 2. 1953年, 伊利诺依大学采用非聚焦方法使角度分辨率由4.13度提高到0.4度,并获得第一张SAR图像. 3. 1957年, 密西根大学采用光学处理方式, 获得了第一张全聚焦SAR图像. 4. 1978年, 美国发射了第一颗星载Seasat-1. 5. 1991年, 欧洲空间局发射了ERS-1. 6. 1995年, 加拿大发射了Radarsat-1.
国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状 与趋势分析 Email:beautyhappy521@https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html, 0 引言 未来战场状况瞬息万变，实时掌握正确的情报信息是取得战争主动权的重要因素，对敌照相侦察是进行情报收集的有效手段。然而利用各种天然环境与人为工事、配合黑夜与恶劣气候条件、隐蔽及掩护部队（武器）行踪可使得传统光学影像无能为力，这也给雷达影像以发展契机。 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。它是二十世纪高新科技的产物，是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向高分辨率遥感成像的雷达系统，在成像雷达中占有绝对重要的地位。近年来由于超大规模数字集成电路的发展、高速数字芯片的出现以及先进的数字信号处理算法的发展，使SAR具备全天候、全天时工作和实时处理信号的能力，并已经成为现代战争军事情报侦察的重要工具[1]。了解与研究国外SAR侦察卫星的发展现状及趋势，无论是对我国开发新的SAR卫星系统还是研究反SAR侦察技术都具有重要的现实意义。 1国外SAR侦察卫星的发展现状 1.1 美国的Lacrosse卫星 “长曲棍球”（Lacrosse）卫星是美国的军用雷达成像侦察卫星。它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向，还能发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下数米深处的设施。美国已经发射了Lacrosse-1（1988年12月）、Lacrosse-2（1991年3月）、Lacrosse-3（1997年10月）、Lacrosse-4（2000年8月）、Lacrosse-5（2005年4月），其中Lacrosse-1已经退役，并正在研制Lacrosse-6，分辨率从最初的1 m提高到0.3 m。“长曲棍球”卫星已成为美国卫星侦察情报的主要来源，美国军方计划再订购6台“长曲棍球”卫星上的SAR，每台SAR的价格约5亿美元[2]。 1.2 美国的Discover II卫星
信息融合技术 学生： 学号： 指导老师：
信息融合技术的发展历程 1信息融合技术的发展过程 概述： 随着电子技术、信号检测和处理技术、计算机技术、网络通信技术以及控制技术的飞速发展,各种面向复杂使用背景的多传感器系统大量涌现,在这些多传感器系统中,信息表示的多样性,信息数量的巨大性,信息关系的复杂性,以及要求信息处理的及时性、准确性和可靠性都是前所未有的。这就使得利用计算机技术对获得的多传感器信息在一定准则下加以自动分析、优化综合以完成所需的估计和决策—多传感器信息融合技术得以迅速发展。确切地讲信息融合技术是随着信息处理和指挥自动化系统的发展而形成的,涉及数学、军事科学、计算机科学、自动控制理论、人工智能、通信技术、管理科学等多学科的交叉和具体使用。对信息融合的理解并不困难,通俗地说,它是关于如何协同利用多源信息,以获得对同一事物或目标更客观、更本质认识的综合信息处理技术。在信息网络系统中,原始采集的信息经常是无序的、分散的甚至是错误的,只有经过信息处理,将大量的信息进行融合,相互印证,去伪存真,才能得到有用的、相互关联的、而且是可方便使用的信息。实际上,人本身就是一个高级的信息融合系统,大脑这个融合中心去协同眼(视觉)、耳(听觉)、口(味觉)、鼻(嗅觉)、手(触觉)等多类“传感器”去感觉事物各个侧面的信息,并根据人脑的经验和知识进行相关分析、去粗取精,从而综合判决,获得对周围事物性质和本质的全面认识。 信息融合是利用计算机技术将来自多个传感器或多源的观测信息进行分析、综合处理．从而得出决策和估计任务所需的信息的处理过程。另一种说法是信息融合就是数据融合．但其内涵更广泛、更确切、更合理，也更具有概括性．不仅包括数据，而且包括了信号和知识。 根据美国国防部三军实验室理事联席会给出的定义：信息融合是一个对从单个和多个信息源获取的数据和信息进行关联、相关和综合，以获得精确的位置和身份估计，以及对态势和威胁及其重要程度进行全面及时评估的信息处理过程；该过程是对其估计、评估和额外信息源需求评价的一个持续精练（Refinement）
. . . 雷达原理论文 题目：合成孔径雷达的技术现状，发展 趋势，研究热点及新技术
合成孔径雷达的技术现状，发展趋势，研究热点及新技术 摘要：合成孔径（SAR）技术作为现代雷达应用中一种较先进的技术，因其全天候、全天时地提供高分辨率的雷达图像而广泛应用于航空。航天 等军事及国民经济的许多领域。本文简略地介绍了合成孔径雷达的起 源、发展、应用，并且对研究的热点于未来的发展趋势做了简单论述。关键词：合成孔径；数字成像；数字波束形成技术
1.引言 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达，它是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向高分辨率遥感成像的雷达系统。合成孔径雷达工作不受大气传播影响和气候影响，能进行远距离探测且具有分辨力高、穿透力强、能有效地识别伪装和穿透掩盖物，成像清晰并且覆盖面积大。 SAR技术的产生最早可追溯到20世纪50年代初，由于军事侦察雷达不断地提高对分辨率的需求，美国科学家首先提出并分析了“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 试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了广阔的民用领域。1978年5月美国宇航局（NASA）发射了海洋一号卫星（Seasat-A），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技术已成功地进入了空间领域。此后，星载SAR技术得到了迅速的发展，一系列星载SAR先后升空。 在军事方面，合成孔径雷达主要用于战略侦察、地图测绘地面军事目标，监事战场情况，发现隐蔽和伪装目标，查明地方的兵力部署情况，航空遥感、卫星海洋观测、战场监事、图像匹配制导、动目标指示、伪装识别及检测等。在民用方面，合成孔径雷达在国土测绘，资源普查、城市规划、资源勘测、深空测绘、抢险救灾环境遥感及天文研究等领域发挥了重要作用。 2.合成孔径雷达的基本原理 合成孔径雷达与普通雷达的不同点在于合成孔径雷达在距离和方位两个方向上都有较高的几何分辨率,而普通雷达只在距离上有较高的分辨率,因此合成孔径雷达对目标具有较好的成像能力。 合成孔径雷达是在随着载体的运动进行工作的。当雷达载体(飞机、卫星)的运动时,合成孔径雷达工作时按一定的重复频率发、收脉冲,真实天线依次占一虚构线阵天线单元位置。把这些单元天线接收信号的振幅与相对发射信号的相位叠加起来,便合成一个等效合成孔径天线的接收信号。
现役全球InSAR卫星简介
1、德国TanDEM-X卫星 德国TanDEM-X任务是利用两颗TerraSAR-X卫星进行编队飞行的一个高精度的雷达干涉测量系统，第一颗TerraSAR-X卫星于2007年发射升空，计划使用寿命为5年，第二颗TerraSAR-X卫星于2009年发射升空，计划使用寿命为5年，两颗卫星有三年的工作交叠期，德国预计在这三年中生成全球的高精度DEM数字高程模型，高程定位精度优于2m，DEM网格间距为12m。 表2给出了以上几种星载干涉系统在不同基线的情况下高程模糊度的具体数值 不同波段下系统干涉的性能比较 L、X、C波段所生成的SAR图像有其各自的特点，高程信息的精度主要取决于雷达波长和相干系数。对于同一区域的SAR图像干涉处理，L波段的图像相干性高于X、C波段的图像，但是就高程信息的敏感度，X、C波段优于L波段。
2、加拿大Radarsat-2雷达系统 Radarsat-2是加拿大第二代地球观测卫星，于2006年12月发射升空，它几乎保留了Radarsat-1的所有优点，雷达采用C波段，HH极化，数据分辨率3—100m，幅宽10—500km,设计使用寿命为7年，采用多极化工作模式，轨道定位精度15m。能够大大增加可识别地物或目标的类别，能够左视和右视，并且可以实现相互转换，主要用于测绘以及环境和自然资源的检测等方面。 3、日本ALOS观测卫星 2006年1月日本发射了先进陆地观测卫星(ALOS),它携带有L波段相控阵合成孔径雷达(PALSAR)，该卫星主要用于对全球陆地资源和环境实施全天候监测，在高分辨率模式下距离向分辨率优于2m，轨道定位精度10m。PALSAR有较高的距离向分辨率和较高的信噪比，并且在交轨方向对轨道有较好的控制。
合成孔径雷达概述 蔡 Beautyhappy521@https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html, 二OO八年三月二十三
1合成孔径雷达简介 (3) 1.1 合成孔径雷达的概念 (3) 1.2 合成孔径雷达的分类 (4) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (5) 2合成孔径雷达的发展历史 (6) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (6) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (7) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (10) 2.2 我国的发展概况 (12) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (12) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (13) 2.2.2.1 电子科技大学 (13) 2.2.2.2 中科院电子所 (13) 2.2.2.3 国防科技大学 (14) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (14) 3 合成孔径雷达的应用 (14) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (15) 4.1 多参数SAR系统 (16) 4.2 聚束SAR (16) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (17) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (17) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (18) 4.6 性能技术指标不断提高 (18) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (19) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (19) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (19) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (20) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (20) 5 与SAR相关技术的研究动态 (21) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (21) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (21) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (23) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (26) 5.5 SAR图像变化检测方法 (28) 5.6 干涉合成孔径雷达 (32) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (34) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (36) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (38) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (39) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (39)
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html, 无人机载合成孔径雷达发展现状 作者：叶少华吴良斌蔡永俊 来源：《无人机》2017年第10期 无人机是充分利用信息技术革命成果而发展起来的高性能信息化武器装备，在未来空中战场上将成为主要兵器，成为一种新型空中力量，引发战场形态的变化，对军事革命产生深远影响。 合成孔径雷达（SAR）是在冷战时期开发的。相比电视、红外和电荷耦合器件（CCD）等光学载荷在云、雨、雾等各种恶劣气候条件下无法有效获取实时情报的缺点，高分辨率SAR 具有全天候/全天时获取地面情报、侦察监视和地面动目标指示（GMTI）能力的优点，因而近几十年来其发展势头非常迅猛，受到了各国高度重视。 无人机按其肩负的作战使命，主要可分为侦察监视型、作战型和其他用于电子战或通信中继等类型的无人机。其中，侦察型无人机的发展已十分成熟，目前现役或在研的无人机大多是这一类，特别是装备了SAR载荷的多型无人侦察机已在多次局部战争中经过实战检验，证明了其在战场复杂环境中实时获取情报信息的突出能力。 无人机载SAR发展现状 20世纪90年代初至今，随着雷达技术的不断进步，SAR雷达逐渐装备在多种无人机平台上，如美国“全球鹰”、“捕食者”和以色列的“赫尔姆斯”、“搜索者”等主要无人机都配装了SAR 雷达，使无人机平台具备了全天候执行长航时战场侦察、战场监视和毁伤效果评估等任务的能力。下面按不同的无人机平台来介绍 SAR雷达的发展及现状。 高空长航时无人机SAR 高空长航时R Q -4“全球鹰”无人机是世界上最先进的无人侦察机，装备了高性能的光电/红外/SAR传感器组合。 其中，早期的RQ-4A和RQ-4B Block 40前“全球鹰”的SAR传感器为HISAR雷达，采用机扫三通道体制，具有条带成像、聚束式成像和地面动目标指标等工作模式，成像分辨率最高为0.3m，最远探测距离达200km，其最显著特点就是利用三通道杂波抑制干涉仪技术，对落入主瓣杂波区内的慢速运动目标进行检测和精确定位。
合成孔径雷达（SAR） 合成孔径雷达产生的过程 为了形成一幅真实的图像增加两个关键参数：分辨率、识别能力。 合成孔径打开了无限分辨能力的道路 相干成像特性：以幅度和相位的形式收集信号的能力 相干成像的特性可以用来进行孔径合成 民用卫星接收系统SEASA T、SIR-A、SIR-B 美国军用卫星(LACROSSE) 欧洲民用卫星（ERS系列） 合成孔径雷达(SAR)是利用雷达与目标的相对运动将较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大孔径的等效天线孔径的雷达。 特点：全天候、全天时、远距离、和高分辨率成像并且可以在不同频段不同极化下得到目标的高分辨率图像 SAR高分辨率成像的距离高分辨率和方位高分辨率 距离分辨率取决于信号带宽 方位高分辨率取决于载机与固定目标相对运动时产生的具有线性调频性质的多普勒信号带宽 相干斑噪声 机载合成孔径雷达是合成孔径雷达的一种 极化：当一个平面将空间划分为各向同性和半无限的两个均匀介质，我们就可以定义一个电磁波的入射平面，用波矢量K来表征：该平面包含矢量K以及划分这两种介质的平面法线垂直极化（V）：无线电波的振动方向是垂直方向与水平极化（H）：无线电波的振动方向是水平方向 TE波：电场E与入射面垂直
TH波：电场E属于入射平面 合成孔径雷达的应用 军事上、地质和矿物资源勘探、地形测绘和制图学、海洋应用、水资源、农业和林业 合成孔径雷达在军事领域的应用：战略应用、战术应用、特种应用。 SAR系统的几个发展趋势：多波段、多极化、多视角、多模式、多平台、高分辨率成像、实时成像。 SAR图像相干斑抑制的研究现状 分类：成像时进行多视处理、成像后进行滤波 多视处理就是对同一目标生成多幅独立的像，然后进行平均。 这是最早提出的相干斑噪声去除的方法，这种技术以牺牲空间分辨率为代价来获取对斑点的抑制 成像后的滤波技术成为SAR图像相干噪声抑制技术发展的主流 均值滤波、中值滤波、维纳滤波用来滤去相干斑噪声，这种滤波方法能够在一定程度上减小相干斑噪声的方差 合成孔径雷达理论概述 合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达，高分辨率包含两个方面的含义：方位向的高分辨率和距离向高分辨率。它通过采用合成孔径原理提高雷达的方位分辨率，并依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率 由于SAR雷达发射信号（距离向信号）和合成孔径信号（方位信号）均具有线性调频性质，SAR成像的实质就是通过匹配滤波器对距离向和方位向具有线性调频信号的信号进行二维脉冲压缩的过程，也就是依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率，通过合成孔径原理提高雷达的方位分辨率的过程 SAR成像处理是先利用距离向匹配滤波器，进行距离脉压，实现距离向高分辨率后，再通过方位向德匹配滤波，最终得到原始目标的高分辨图像。
第1卷第4期雷达学报Vol.1No.4 2012年12月Journal of Radars Dec. 2012 双基地合成孔径雷达发展现状与趋势分析 曾 涛* (北京理工大学信息与电子学院北京 100081) 摘 要：随着雷达技术的进步和新应用需求的出现，双基地合成孔径雷达(BiSAR)在世界范围内受到了越来越多科技人员的关注，成为国际雷达界的研究热点。该文以BiSAR实验为脉络，结合BiSAR系统关键技术突破，从实验系统、处理思路和拓扑几何等方面综合论述了国内外(尤其是欧洲)的研究现状和获取成果，并且详细总结和对比了不同类型BiSAR成像处理算法，探讨了今后BiSAR系统的研究思路。 关键词：双基地合成孔径雷达(BiSAR)；BiSAR实验；BiSAR成像处理 中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号： 2095-283X(2012)04-0329-13 DOI: 10.3724/SP.J.1300.2012.20093 Bistatic SAR: State of the Art and Development Trend Zeng Tao (School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China) Abstract: Bistatic SAR (BiSAR) systems have attracted the interests from global researchers and become a hotspot in the international radar community due to the progress of radar technology and rapidly increased applications nowadays. Based on the BiSAR experiments and breakthrough of the key technology, the paper summarized the general progresses of BiSAR systems, especially in European radar community, from different aspects such as system design, processing idea and topology etc. Different bistatic image formation algorithms have been analyzed and reviewed. Finally, the development trend is discussed in the paper. Key words: Bistatic Synthetic Aperture Radar (BiSAR); BiSAR experiment; Bistatic image formation algorithm 1引言 双基地合成孔径雷达(Bistatic Synthetic Aperture Radar, BiSAR)系统通常是指空间中收发天线分置于不同平台的SAR系统。与传统单基地SAR(Monostatic SAR, monoSAR)系统相比，BiSAR系统具有不可比拟的优势，例如接收机“静默”工作带来的隐蔽性好、安全性高、抗干扰能力强；可以获取目标多视角散射信息，利于目标数据融合；部署灵活，配置多变，甚至可以利用导航卫星、通信卫星系统等作为外辐射源。 上世纪70年代末，美国率先开展进行了BiSAR 系统的研究工作，通过理论研究和一系列机载和星机BiSAR实验[1－4]，初步解决了诸多BiSAR系统难题，并验证了BiSAR技术的可行性。然而由于技术问题和缺乏有效的成像算法，限制了上个世纪90年代后期的BiSAR研究。进入新世纪以来，随着机载 2012-12-05收到，2012-12-10改回；2012-12-17网络优先出版 国家自然科学基金重点项目(60890073)及重大国际合作项目(61120106004)资助课题 *通信作者：曾涛 zengtao@https://www.doczj.com/doc/aa15197358.html, 和星载SAR技术的不断进步，全球范围内掀起了BiSAR研究热潮，尤其是欧洲地区[5－12]。近10年以来，德国应用科学研究所(Forschungsgesellschaft für Angewandte Naturwissenschaften, FGAN)和德国 宇航局(German Aerospace Center, DLR)陆续开展 了一系列机载、星载和星-地等几何配置下的BiSAR 实验，得到了非常好的实验结果[5,9]。英国各大科研 机构[8,13,14]，如UCL(University College London), UoB(University of Birmingham)等大学，开展了机载、基于非雷达外辐射源等几何配置下的BiSAR实验；西班牙加泰罗尼亚理工大学[16]实现了基于干涉 应用的静止接收BiSAR 实验(SABRINA: SAR Bistatic Fixed Receiver for Interferometric Applications)。此外，意大利、法国等国家的科研 机构也积极开展了BiSAR系统的科研工作[11,17,18]。 与此同时，在上述BiSAR实验的推动下，BiSAR 成像算法的研究工作也逐渐深入、不断完善，如基 于Smile算子[19]，LBF算子[20,21]、级数反转算子[22] 等思想的成像算法。 在国内，电子科技大学[23]、北京理工大学[24,25]、中国科学院电子学研究所[26－28]等科研院所也陆续开
北京揽宇方圆信息技术有限公司 高分三号卫星——世界主流C波段合成孔径雷达卫星简介 高分三号卫星于1月23日正式投入使用，其性能与世界主流C波段SAR卫星相比如据新华社新闻，国防科工局于1月23日宣布，我国首颗1米分辨率合成孔径雷达（SAR）卫星高分三号23日正式投入使用。该卫星将满足我国对高空间分辨SAR遥感数据的需求，主要应用于海洋监测、减灾救灾、气象和水利等领域。 合成孔径雷达技术是重要的对地遥感技术手段，合成孔径雷达卫星是装雷达为主要载荷的卫星，其通过自身发射电磁波并接收地物反射的回波，并进行复杂的信形成视觉效果类似黑白光学图片的合成孔径雷达图像。由于其使用其自己发射的电磁波进电磁波对云、雨和雾霾等大气天气现象具有较强的穿透能力，使得合成孔径雷达卫星可以夜，以及被观测区域上方覆盖各种天气现象时，在特定时间对指定区域进行观测。
高分三号合成孔径雷达卫星并不是世界上第一颗C波段合成孔径雷达卫加拿大于2007年12月发射的RADARSAT-2卫星、欧空局分别于2014年4月和2016年4 Sentinel-1A和Sentinel-1B三颗卫星均工作在C波段。本文就以这四颗卫星为例，对其分析。 首先我们用一个表格对这四颗卫星的总体参数进行大概梳理。 从表中可以看出，高分三号在最高分辨率和最大成像幅宽两个参数上，C波段SAR卫星，并且在设计寿命上面具有一定优势。值得注意的是，高分三号和Senti 均选择了具有高极化隔离度的波导缝隙相控阵天线，使得其在多极化性能方面优于RADAR 值得注意的是，这四颗C波段SAR卫星均选择了轨道高度为700-800km 道，与德国X波段TerraSAR-X卫星的509km轨道相差较大，这其中既有波段带来的影响需求带来的取舍（重访）。如果用一张图同时表示这四颗卫星的轨道，那么
合成孔径雷达发展历程表 1951年6月美国古德依尔宇航公司的威利首先提出最初的频率分析的方法改善雷达的角分辨力，他将其称为多谱勒波束锐化。与此同时，伊里诺斯大学控制系统实验室的一个研究小组采用相干机载侧视面雷达数据，研究运动目标检测技术。 1952年，C. W. Shervin第一次提出了采用相位校正的全聚焦阵列概念，另外他还提出了运动补偿概念。正是这些新思想最终导致了X－波段相干雷达的研制。 1953年获得第一幅SAR图像。 1957年美国密歇根大学雷达和光学实验室研制的SAR系统获得第一张全聚焦的SAR图像。 1958年，美国密执安大学(University of Michigan)的雷达和光学实验室在L. J. Cutrona的领导下，用他们研制的雷达进行飞行试验，用光学相关器件将相干雷达视频信号变成了高分辨的图像。 在1967年Greenberg首先提出在卫星上安装SAR的设想。由于卫星飞行高度高测绘带宽，可以大面积成像等优点，科学家开始着手进行航天飞机、卫星等作为载体的空载SAR的研究，并取得了巨大进展。 直到60年代末、70年代初，美国宇航局NASA主持了一些民用SAR系统的研制，主要研究单位是密西根环境研究所(Environmental Research Institute of Michigan, ERIM)和喷气动力实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)。 20世纪70年代美国密歇根环境研究所（ERMI）和国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）研制出1.25GHz和9GHz多极化合成孔径雷达。 1972年JPL进行了L波段星载SAR的机载校飞。 1975年，NASA将SAR作为Seasat任务的一部分。由于SAR在Seasat任务中的突出表现，使得星载SAR得到高度重视，成为合成孔径雷达的一个重要发展方向。 1978年5月美国宇航局(NASA)成功地发射了全球第一颗装载了空间合成孔径雷达的人造地球卫星(Seasat-a) ，对地球表面1亿平方公里的面积进行了测绘。Seasat卫星的高度约800公里，工作波段为L波段，测绘带宽为100公里。Seasat 卫星具有很大的全球覆盖率，转发了不同地形特征的SAR数据，获得了大量过去未曾有过的信息，引起了科学家们的极大重视。标志着星载SAR己成功进入了太空时代。 1981年11月12日美国“哥伦比亚”号航天飞机搭载SIR-A顺利升空。雷达影像上成功观测到撒哈拉沙漠的地下古河道，显示了SAR具有穿透地表的能力，引起国际科技界的震动。 1984年10月5日美国进行了“挑战者”号航天飞机搭载SIR-B的实验。 SIR-A和SIR-B都源于SEASAT-A，都工作于L波段。其中SIR-A于1981年11月发射，轨道高度为252公里，分辨率为37米，而SIR-B于1984年7月发射，轨道高度为250-326公里，倾角为570，测绘带宽为50公里，分辨率为
课程简介 Introduction 中国科学院电子学研究所 微波成像技术重点实验室 合成孔径雷达技术概论2015秋北京课程概况 课程名称：合成孔径雷达技术概论 S ynthetic A perture R adar Techniques 课程编号：101M5012H 课程属性：专业基础课 预修课程：数字信号处理、信号与系统、雷达原理学时学分：50/3
教学目的和要求： 本课程为信号与信息处理专业和遥感信息工程专业研究生的专业基础课，重点论述SAR信号处理基础、成像处理算法及其实现，为从事后续相关研究工作奠定基础。 合成孔径雷达技术概论2015秋北京课程概况 课程特点： * 授课形式： 课程讲授与课堂演示、课堂练习（数据处理的matlab演示与练习）相结合。 自带笔记本电脑，预装Matlab * 课后阅读：参考书目、研究文献 * 研究课题及研究报告：课后研究
授课内容： SAR基础理论及其信号处理基础 典型成像处理算法 多普勒参数估计 星地几何关系和SAR系统级几何定位 先进合成孔径雷达系统 合成孔径雷达技术概论2015秋北京课程概况 任课教师： * 洪文研究员、博导 * 林赟助理研究员、博士 * 刘佳音副研究员、博士
教学内容与安排：每周三下午/教1-406 第一讲合成孔径雷达成像基本原理 授课内容：概述雷达基础、合成孔径的概念、SAR信号特征、SAR的典型成像算法等 合成孔径雷达技术概论2015秋北京 课程概况 教学内容与安排： 第二讲信号处理基础(一) 授课内容：卷积、傅里叶变换、升采样、卷积的DFT Matlab演示与练习 第三讲信号处理基础(二) 授课内容：信号采样与插值 Matlab演示与练习
Electronic Technology ? 电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程? 87【关键词】合成孔径雷达 系统组成 典型应用 合成孔径雷达（SAR ）是一种利用微波成像技术进行地海面目标探测的遥感系统。自20世纪50年代美国提出并研制成功以来，SAR 雷达发展迅速且有成效，具有全天时、全天候、高精度、大范围、远距离的特点。在世界各国的农业、林业灾害防治，遥感测绘导航、地质勘探、环境海洋监测及军事等方面得到广泛应用。装载平台遍及各类飞机、导弹、卫星和车辆等。本文从SAR 雷达技术入手，对其应用进行了阐述，并探讨其发展趋势。1 SAR雷达技术 SAR 雷达通过发射大带宽线性调频信号，实现目标距离向高分辨。在雷达平台与目标之间的相对运动过程中，通过相干积累及运动补偿，以时间换空间的方式实现天线长度的延展，实现方位向高分辨。 1.1 系统组成 典型SAR 系统由天线、发射机、接收机、频率源、信号处理机、惯导、数据记录仪、控制与显示等组成。天线发射宽带信号、接收目标回波；发射机完成宽带信号的产生、调制和放大；接收机用于对回波的变频、放大和采集；频率源产生全机所需时钟及本振信号；信号处理机实现全机时序同步、参数控制和雷达信号处理；惯导是SAR 雷达重要组成，实时测量天线姿态并传输给信号处理机用于运动补偿计算；数据记录仪可记录信号回波和图像数据；控制与显示实现全机控制及图像显示。如图1所示。 1.2 主要参数 SAR 的主要参数含使用参数、内部参数和图像参数。 使用参数直接面向用户，含分辨率、作用距离、测绘带宽和定位精度等。分辨率指距离分辨率和方位分辨率，距离分辨率与信号带宽成反比，方位分辨率与天线长度成反比；作合成孔径雷达技术及其应用 文/翁元龙 用距离是指图像场景中心到平台的斜距；测绘带宽是指SAR 雷达的成像宽度；定位精度用于描述图像中目标与真实地理坐标之间的相对关系。内部参数含工作频段、信号带宽、波门起始、采样深度、脉冲宽度和重复频率等，这些内部参数与使用参数有一定的对应关系。如波门起始描述的是图像的起始距离，采样深度则对应图像的测绘宽度。图像参数含信噪比、积分旁瓣比和峰值旁瓣比等，用于表征SAR 图像的清晰度、对比度和模糊度等。2 SAR雷达应用SAR 系统主要用于军事侦察监视和民用各领域。军事方面，美军SAR 雷达装载于无人机（全球鹰、捕食者）、有人机（E8C 联合对地监视飞机）、导弹（战斧巡航导弹）、卫星（长曲棍球）等。美军利用机载SAR 雷达技术实现ISR （情报、侦察和监视）系统，在海湾战争、阿富汗战争和反恐战场已大量应用。弹载SAR 利用景象匹配技术，实现导弹的远程战略打击。星载SAR 实现全球大范围地区的快速高效情报获取。民用方面，SAR 雷达技术广泛用于城市勘测、农业普查、林业应用、海洋监测和立体测绘，无人车的防撞预警等。对城区建筑物、桥梁、道路等大范围成像，获取其结构、分布和变化，为城市规划者提供数据支撑。精确测量各类农作物的病虫害情况，利用极化信息掌握农作物种植情况，提高农业普查效率。在森林资源调查、森林分类、自然灾害监测和森林蓄积量等方面也有大量应用。海洋环境监测包括对海洋灾害、海面溢油、海上船舶、沿海滩涂的监测。立体测绘方面，利用SAR 雷达的干涉模式，采用多天线单次干涉或单天线重轨 干涉实现三维高程测量，对丘陵、山区、平原等区域实现立体测绘。全天时全天候探测的无人车SAR 雷达与激光、光学系统共同实现防撞预警。3 结束语SAR 雷达受平台重量、体积、功耗约束，分辨率、探测距离和精度、出图速度等仍有不足。面向未来，随着微波、电子计算机及人工智能等技术发展，SAR 雷达将朝着多极化、多频段，高分辨、高定位精度，轻小型化、图像视频化、任务智能化的方向发展，将在更多领域得到应用和发展。参考文献[1]保铮,邢孟道,王彤. 雷达成像技术[M].北京：电子工业出版社,2005,4:90-108.[2]孙龙,邬伯才,沈明星,江凯，鲁加国.机载UWB 数字阵列SAR 系统技术研究[J].雷达科学与技术,2017.[3]王岩飞,刘畅，詹学立，韩松.无人机载合成孔径雷达系统技术与应用[J].雷达学报，2016.[4]肖虹雁,岳彩荣,合成孔径雷达技术在林业中的应用综述[J].林业调查规划,2014.作者简介翁元龙（1988-），男，安徽省六安市人。硕士研究生。中国电子科技集团公司第三十八研 究所，工程师。研究方向为sar 总体设计及信号处理技术。作者单位中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽省合肥市 230031图1：典型SAR 系统
合成孔径雷达干涉测量（InSAR）简述 摘要：本文主要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术的发展简史、基本原理、及其3种基本模式，并且对其数据处理的基本步骤进行了概述。最后，还讲述合成孔径雷达干涉测量的主要应用，并对其未来发展进行了展望。 关键字：合成孔径雷达合成孔径雷达干涉测量微波遥感影像 1.发展简史 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术，近20年来获得了巨大的发展，现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比，SAR 具有许多优越性，它属于微波遥感的范畴，可以穿透云层和甚至在一定程度上穿透雨区，而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点，使其具有全天候、全天时的观测能力，这是其它任何遥感手段所不能比拟的；微波遥感还能在一定程度上穿透植被，可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。随着SAR 遥感技术的不断发展与完善，它已经被成功应用于地质、水文、海洋、测绘、环境监测、农业、林业、气象、军事等领域。 L. C. Graham 于1974 年最先提出了合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）三维成像的概念，并用于金星测量和月球观察。后来Zebker、G. Fornaro及A. Pepe 等做出了进一步的研究,以解决InSAR 处理系统中有关基线估计、SAR 图像配准、相位解缠及DEM 生成等方面的问题。自1991 年7 月欧空局发射载有C 波段SAR 的卫星ERS- 1 以来，极大地促进了有关星载SAR 的InSAR 技术研究与应用。由于有了优质易得的InSAR 数据源，大批欧洲研究者加入到这个领域，亚洲（主要是日本）的一些研究者也开展了这方面的研究。日本于1992 年2 月发射了JERS- 1，加拿大于1995 年初发射了RADARSAT，特别是1995 年ERS- 2 发射后，ERS- 1 和ERS- 2 的串联运行极大地扩展了利用星载SAR 干涉的机会，为InSAR 技术的研究提供了数据保证。目前用于InSAR 技术研究的数据来源主要有:ERS- 1/2、SIR- C/X SAR、RADARSAT、JERS- 1、TOPSAR 和SEASAT 等。 1979年9月，我国自行研制的第一台合成孔径雷达原理样机在实验室完成，并在试飞中获得我国第一批SAR影像。1989年起国家科委设立了“合成孔径雷达遥感应用实验研究项目”，拉开了大规模雷达遥感研究的帷幕。目前国内外许多部门和科研机构正积极从事着InSAR 技术机理及其应用的研究，已经取得了许多成果，InSAR 技术的前景日益看好。 2.InSAR的基本原理 InSAR 技术是一门根据复雷达图像的相位数据来提取地面目标三维空间信息的技术。其基本思想是：利用两副天线同时成像或一副天线相隔一定时间重复成像，获取同一区域的复雷达图像对，由于两副天线与地面某一目标之间的距离