浅析船用雷达和A I S的综合应用的优势与局限
性
WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
船用导航雷达和AIS综合应用的优势与局限性摘要：船用导航雷达和船舶自动识别系统（AIS）是两部重要的助航仪器，本文分析了导航雷达和AIS在单独使用时各自的功能和特点，并指出二者在综合应用中所表现出的优势和局限性以及针对其局限性的注意事项。
关键词：导航雷达、AIS、综合应用
目前，全球经济趋于一体化，航运业迅猛发展，船舶数量急剧增加，于此同时海难、海损事故也随之增加，给广大海员的生命安全、国家财产和海洋环境造成严重威胁。为加强航行安全，保护海洋环境，船舶间、船岸间信息的充分、快速、准确交换就显得尤为重要和突出。
一、船用导航雷达的功能和特点
1.雷达在应用中的优势
伴随船舶数量的激增，船舶碰撞事故的事故率也居高不下，因此，如何实现船舶间的协调行动，避免船舶碰撞就显得异常重要。雷达作为船舶避碰的主要助航仪器，从出现至今一直发挥着重要的作用。雷达是自主式导航设备，可以扫描到海面上的具有一定大小的物标并将其回波显示在雷达显示器上，从而将海面上物表和本船的相对位置关系清晰显示，让操作者获得较为全面的交通形式图像。通过对物标船的标绘，可以判断物标船和本船是否存在碰撞危险，更可以求取避让措施，核实避让行动的效果。
传统的船舶避碰是用眼睛实际观察周围船舶的运动态势，进而凭借经验采取改向或变速措施来实现船舶间的安全避让。不难发现，传统的避让方法受受能见度的影响较大，比如海上大雾天气，航海员仅凭肉眼能观测到的距离大大减小，有时会减小到几十米，就不能实现安全航行的目标。而有了雷达就大不相同，雷达受能见度影响
小，精度高（30米左右），决策时间短（通过雷达自动标绘仪—ARPA跟踪物标并求取避让措施仅需3-5分钟时间），雷达的探测距离可以达到10—20海里，驾驶员的工作负担大大减轻。
另一方面，当船舶发生碰撞事故时，在避让行动中得雷达观测信息可以作为海事调查的证据，给海事处理也带来了很大方便。
2.雷达在应用中的局限性
尽管雷达在应用中有上述的优势，但其局限性也不容忽视。在恶劣海况下，雷达容易受海浪干扰产生杂波；恶劣天气下会受雨雪干扰产生雨雪干扰杂波；相同频率的雷达在距离较近时也会产生同频雷达干扰杂波；雷达存在30—50米的固定盲区；受船上大桅等的影响会产生扇形阴影区；受复杂情况影响雷达会产生多次扫描假回波、二次扫描假回波、间接反射假回波以及旁瓣回波等假回波。上述所有的这些干扰杂波和假回波在实际使用时往往会让操作者难以分辨或影响观测，进而对航行安全产生错误的导向。
雷达在设计上存在固有的缺陷，雷达的方位分辨力弱，测方位精度差，一般方位误差在1°左右，且随量程变化而变化。依附于雷达的ARPA（雷达自动标绘仪）存在错误录取、漏录取、录取和显示容量限制、目标信息量少、目标丢失、目标交换、无法识别目标等固有缺陷，并且雷达对驾驶员操作维护能力要求较高，有效的雷达观测和雷达自动标绘需要维护良好的设备和精良的操作技术基础上。所有这些在一定程度上构成了雷达使用的局限性。
二、船用AIS在避碰中得优势与局限性
1.船用AIS的功能优势
自动识别系统（Automatic Identification System，AIS），是基于卫星定位的设备，精度稳定在5—30米。该系统无需人工维护和参与，能够自动发射和接收船舶识别和航行相关信息，通信可靠性高，不受气象海况影响，不会因杂波干扰而丢失小物标。信号覆盖范围可以扩大到河道和水流弯曲处以及障碍物之后等雷达无法探测到的区域，跟踪稳定性和可靠性高。AIS不存在盲区，定位精度高于雷达，且不因目标距离和方位变化而变化。AIS设备不存在录取容量限制，不会发生目标交换现象。AIS 作用距离一般在15-30海里以上，发现远距离物表能力强。AIS成为继雷达之后最重要的避碰助航系统。此外，AIS设备的图标还可以实现类似电子海图信息（ECDIS）的漫游和缩放显示，方便驾驶员对目标的观测和海域交通态势的了解。
2.船用AIS的局限性
尽管AIS有上述的诸多优点，但是系统在管理实施和技术上仍有内在局限性。一些岛屿的大的障碍仍然会使AIS形成信号盲区，在航行实践中也会产生目标丢失等现象。并且并非所有船舶都安装AIS设备，这就使得一些未安装AIS设备的小船无法被本船AIS探测到，对吃饭唱歌不必v
三、船用雷达和AIS综合应用的优势
目前，船上的助航设备种类已不少，而船舶碰撞事故仍时有发生。其原因，除人为因素外，一些客观因素包括设备不够完善，导致获取信息不全面、不及时，不能有效识别也是重要原因。比如船用导航雷达总是存在盲区，受海况和天气影响较大等。船载AIS能自动识别船舶，信息量大，大大提高船舶在复杂条件下安全航行的能力。将船用雷达和船载AIS综合使用，就会表现处二者巨大的优势，下面就二者综合使用的优势归纳如下：
1.用AIS协助雷达跟踪目标，可以扩展雷达远、近距离的探测范围，加强远、近水域、狭窄和拥挤水域的了望，增强雷达的可靠性和参考价值，提高雷达的性能和观测效率，加强雷达预报危险的功能，改善避碰效果，避免或减少海上紧迫局面和碰撞事故的发生，促进海上航行安全。
2.通过信息融合技术，将AIS跟踪的目标的信号显示在雷达显示器上，从而可以使ARPA跟踪的目标的船名显示在雷达显示器上，让驾驶员可以非常直观的看到本船周围的船舶的名字，进而根据船名直接用VHF电话和来船进行语言交流，协调避让行动，保证航行安全。这样就省去了驾驶员根据雷达屏幕上物表回波的位置来确认来船的繁琐步骤，为驾驶员从容把握局势赢得了时间，减轻了驾驶员的工作负担。
3.在船舶交管系统（Vessel Traffic Service,VTS）中同时安装AIS和雷达设备，可以减轻交管人员的工作负担，让交管人员精确的锁定过往船舶，对综合协调船舶的行动奠定基础，使船舶在统一接收交通管制时就从容有序，实现安全避让。
4.在搜救行动中使用AIS有助于快速搜索海上遇险船舶，配合雷达和搜救雷达应答器的使用，可以快速、准确的锁定和接近遇险船舶，提高海上搜救的工作效率。
四、雷达和AIS综合使用的局限性及驾驶员在综合使用二者时的注意事项
导航雷达和AIS综合使用虽然表现处极大的优势，但是也并没有达到完美，所以航海员在实际应用中应注意一下几点：
1.雷达和AIS在恶劣气象条件下，其工作可靠性任然会受到一定程度的影响。
系统仅对配备有AIS设备的船舶才“可见”，才能进行充分的信息交换，而对未安装AIS设备的船舶，特别是至少在近几年内还不会安装AIS设备的那些小型船舶和众多渔船就无能为力了。所以在实际航行中，任然不能过分依赖雷达和AIS，而要充分利用人眼睛的直观视觉信息，让肉眼、雷达和AIS实现有机的结合，保证航行安全。
3.航行中如果只是使用AIS而忽视导航雷达的作用，则有可能存在极大的危险。对于雷达，虽然有其不足之处，但是其长处和优势也是显而易见。特别是对于那些没有安装AIS的小型船舶和渔船，也能够显示出其回波。所以AIS的实施并不意味着可以取代雷达。
4.在船舶密集区域，AIS图标信息可能使屏幕显示符号繁杂而影响正常的雷达观测。这就需要驾驶员暂时将AIS目标置于休眠状态或屏蔽AIS目标的显示，以获得最佳的雷达观测效果。
5.鉴于雷达和AIS各有所长，又各有所“短”，就要求导航雷达和AIS必须互补，配合使用。因为船舶在航行中多一只“眼睛”或多一只“耳朵”，总会多一份安全。所以驾驶员在航行中应协调配合运用好导航雷达和AIS，以便通过多渠道获得周围船舶的信息，做出准确和全面的判断，实现安全航行。
综上，船舶导航雷达和船载AIS都是重要的助航仪器，而且随着科技的发展，其功能也在不断改进和完善，二者的配合使用的功能也会更加强大，操作也会更加便捷。驾驶员只有对导航雷达和AIS取长补短，灵活使用才能发挥出二者的强大功能，让雷达和AIS更好的服务航海事业。
参考文献：
1.王小金船载AIS和导航雷达在使用中应优势互补，航海技术，2002年第6期
2.应士君 AIS及其应用探讨上海海运学院商船学院200135
3.关政军航海仪器大连大连海事大学出版社
船用雷达是一种传统的无线电导航设备，在船舶近海定位、引导船舶进、出港，窄航道航行以及在避碰中发挥作用。GPS导航仪在海洋船舶中已普遍使用，它与雷达相比具有全球、连续、实时、高精度、多功能等优点。随着海用信标差分GPS(DGPS)基台的不断建立，可将使用GPS C/A码的定位精度提高到米量级。因此，还可应用DGPS或GPS导航仪来改善雷达的使用性能，测定雷达测距、测向精度，弥补雷达在避碰和锚位监视等方面的某些局限性。 2 GPS与雷达的定位与导航功能 2.1 定位功能 船用雷达发射无线电波，并接收该电波从目标反射的回波，在显示器上一目了然地显示周围物标相对于本船的图像。测定一个或几个固定物标相对于本船的方位和距离，可在海图上作出船位。由此可见，雷达对于船舶在近岸海区或窄航道上安全航行发挥重要作用，特别是在雾航中更加显示它的重要性。但是，由于受到雷达电波传播的视距所限，探测物标的距离通常只有几至几十海里，不能用于远洋定位。GPS导航仪同时跟踪3颗或4颗卫星信号，测定到达卫星的伪距，通过导航仪内部计算机解算，实现实时、连续、全球、高精度定位，可弥补雷达不能实现远洋定位以及定位不连续、定位操作工作量大等缺点。 2.2 导航功能 30m左右的中型引航船。考虑到天津港冬季多大风， 锚地无遮蔽，以及在海况好时的工作方便，可考虑配置1艘不小于40m的大型子母引航船。天气及海况不好时，可单独执行任务；海况好时，可将其携带的2艘高速艇放下，共同执行任务。如子母船的设想不能成立，也可只配置1艘大型引航船，另配置2艘高速艇。无论任何型号的引航船(艇)，在设计上必须考虑到靠船的要求和引航员上、下船的方便。 3.3 对速度和操纵性能的要求引航船在速度上不能低于16kn。高速艇一般不能低于20kn。从操纵灵活的要求出发，采用可变螺距船；驾驶操纵系统，应以方便1人操作为原则；大型引航船，还应加装首侧推器。 3.4 要配置先进的雷达及通信设备 另外，船身应为白色，并在明显处标注英文“引航(PILOT)”。 以上仅是对引航船提出一些的初步设想，根据规范化及国际大港口的要求来考虑，配置专用引航船是非常必要的。 普通船用雷达要获得航速、航向航迹等航行数据，需通过几次定位，由人工标绘实现。自动雷达标绘仪(ARPA)虽然自动显示上述数据，但存在跟踪延迟和雷达、计程仪、罗经等传感器引入的误差。另外，由于ARPA设备昂贵，不能在所有的船上安装。GPS导航仪采用现代电子计算机技术，可实时计算并显示航速，航向，航迹偏差，风、流压差，还具有设置航路点、计划航线、显示到达航路点的距离、时间等导航功能。 3 GPS的避碰功能 船用雷达测定海上运动物标和静止物标的距离、方位等相对参数，通过人工标绘得到最近会遇距离(CPA)和到达最近会遇点的时间(TCPA)等避碰数据，驾驶员根据这些数据及时采取避让措施。但是，有些物标反射回波微弱，操作人员难以看清它们的回波图像，ARPA有可能对它们漏跟踪或错误跟踪而不能提供避碰数据。在气象条件恶劣时，出现严重的海浪回波干扰或雨、雪回波干扰，上述丢失物标的现象时有出现。对于未露出海面的暗礁、沉船、浅滩等潜在物标，雷达更是无能为力。根据海图和航海通告事先查出在航线附近水面危险的小物标和水下的潜在障碍物，把它们作为航路点在GPS导航仪中存贮，并根据障碍物和船舶状
探地雷达在桩基检测中的应用 于涛 （中铁十九局集团第三工程有限公司） 摘要介绍了探地雷达工作原理与在桩基中的检测方法，探讨了探地雷达在桩基检测中的应用现状。关键词探地雷达桩基 桩基础属隐蔽工程，为了保证桩基础的安全可靠，桩基的质量检查至关重要。常规桩基工程的检测方法如静载荷试验、高应变、低应变等已经日趋完善，但是随着工程目的的多样化和质量要求的提高，许多建筑工程中的桩基设计和施工工艺较为特殊，使得建立在杆状模型的一维波动方程理论基础之上的常规检测手段无能为力［&］。基于以上情况，常使用地质雷达探测作为桩基常规检测方法的有力补充，这正好发挥了其高分辨率、高准确性的特点，同时可以数据处理和图像解释，有其独特的效果。 地质雷达是目前精度最高的物探仪器之一，广泛应用于工程地质、岩土工程、地基处理、道路桥梁、文物考古、混凝土结构探伤等领域［!］。探地雷达能探测#"’(")深度，一般能满足工程勘测的需要［#］。但对于以钢筋混凝土为主要材料的桩基，其电性性质与周围土体有明显差异，而且介质性质较均匀，探测深度可能会增加，另外雷达剖面会有较好的效果。 &探地雷达的基本原理 探地雷达是利用高频电磁波（&*+,’&-+,）以宽频带短脉冲的形式，在地面通过发射天线（!）将信号送入地下，经地层界面或目的体反射后回到地面，再由接收天线（"）接收电磁波反射信号，通过对电磁波反射信号的时域特征和振幅特征进行分析来了解地层或目的体特征信息的方法。 当发射天线向地下发射高频宽频带短脉冲电磁波时，遇到不同介电特性的介质就会有部分电磁波能量返回，接收天线接收反射回波并记录反射时间。电磁波在岩土介质中的传播速度为： !#$%" !. 式中：$为电磁波在真空中的传播速度，约为"/#)?01$&；".为相对介电常数。 电磁波在介质中传播时，其路径$波形将随所通过的介质的电性质及几何形态而变化，根据接收到波的旅行时间（亦即双程走时）、幅度、频率与波形变化资料，可以推断介质的内部结构以及目标的深度、形状等，利用电磁波在介质中的波速和旅行时间可以计算介面深度（&2’3(4!）。当发射天线沿欲探测物表面移动时就能得到其内部介质剖面图像，其工作原理见图& 。反射脉冲的信号强度，与界面的波反射系数和穿透介质的波吸收程度有关。 〔收稿日期〕!""#$"#$!%
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)
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
探地雷达在地下管线探测中的应用 张进华,马广玲,姚成虎,缪建文 (南京市测绘勘察研究院,江苏南京 210005) 摘 要:探地雷达技术是如今适应快速、准确、无损地探测地下障碍物而迅速发展的电磁技术。本文通过结合工程实例来探讨探地雷达在地下管线探测中的广泛应用。 关键词:探地雷达;地下管线探测;异常反射 1 前 言 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种对地下或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。探地雷达以其探测的高分辨率和高工作效率而成为地球物理勘探的一种有力工具。随着信号处理技术和电子技术的不断发展以及工程实践的增多和经验的丰富积累,探地雷达技术进一步发展,仪器不断更新,应用范围逐步扩大,现已被广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检测、生态环境等众多领域。本文将以探地雷达在地下管线探测中的应用,说明探地雷达可以有效解决工程上的许多疑难问题,并总结了相关经验和应用效果。 2 探地雷达的原理及工作方法 探地雷达由地面上的发射天线将高频带短脉冲形式的高频电磁波定向送入地下,高频电磁波遇到存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,由接收天线接收。高频电磁波在传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性及几何形态而变化,故通过对时域波形的采集、处理与分析,可确定地下界面或地质体的空间位置及结构。 探地雷达通常以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正负峰分别以黑白表示,或者以灰阶或彩色表示,这样同相轴或等灰线、等色线即可形象地表征出地下反射面或目标体。在波形图上各测点均以测线的铅垂反向记录波形,构成雷达剖面。根据雷达剖面图便可 收稿日期:2003-07-09判断地下不明障碍物。探地雷达在地下介质中的传播遵循波动方程理论。探地雷达的探测效果主要取决于地下目标体与周围介质的电磁性质差异、目标体的深度与介质对电磁波的吸收作用、目标体的几何形态及规模、干扰波的类型、强度及特点等因素。 探地雷达具有不同的野外工作方法,根据工作区的具体情况可选择剖面法、多次覆盖法以及宽角法等测量方式。实际工作中,测量参数(发射接收天线距、时窗、测点点距、天线中心频率、采样率等)可根据不同要求进行选择,从而得到不同分辨率及不同探测精度的雷达剖面。通常在进入工作区前,应有目的地进行类似场地条件的参数选择试验,以达到最佳探测效果。在进入工作区后应根据实际需要布置测线和测点,并让测线和测点尽量通过被测目的物。在不明显的目的物上进行探测时应尽量加密线距和点距,以利于后面的资料处理与解释。 3 探地雷达的数据资料解释处理及在地下管线探测中的应用效果 近几年来,我们采用加拿大生产的pulse EKKO-100A型探地雷达从事了数百次的地下管线探测工作,取得了丰富的探地雷达探测资料及很好的应用效果。 3.1 资料的处理及解释 探地雷达探测资料的解释包括数据处理和图像解释两部分内容。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器,介质对电磁波的不同程度吸收及介质的不均匀性, 63城 市 勘 测2004年
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.
船用雷达的发展历史、现状及未来展望
船用雷达的发展历史、现状及未来展望 摘要：船用雷达用于测定船位、引航和避让，是船长的眼睛。船用雷达的出现是航海技术发展的重大里程碑。本文主要介绍船用雷达的发展历史、现状以及未来发展趋势。 关键词：船用雷达、发展历史、现状、趋势 The devel opment of marine radar, history, current status and future trends Abstract: Marine radar is used to determine the ship's position, the pilot and avoidance, it is the captain's eyes. The emergence of marine radar is a major milestone in the development of maritime technology. This paper describes the development of marine radar, history, current status and future trends. Key Word: marine radar, history, current status, future trends 船用雷达又称航海雷达，是装于船上用于航海活动，进行航行避让、船舶定位、狭水道引航。 船用雷达由天线、发射机、接收机、显示器和电源5部分组成。天线是用来发射、接收电磁波，现代雷达发射和接收一般合用一个天线，由收发开关转换。天线由马达驱动,作360°连续环扫。发射机，采用脉冲体制。近距离档用较短脉冲，以提高距离分辨力；远距离档用较长脉冲，以增大作用距离。工作波段以X波段和S波段为主，前者有较高的方位分辨力，有利于近距离探测；后者受雨雪杂波和海浪杂波的干扰较小，电磁波经过
浅析21世纪的船用雷达 摘要：本文以英国船商公司的船用雷达为例，分析了现代雷达的优缺点，重点讨论了AIS和ENC系统在雷达方面的应用，指出了未来雷达技术的发展方向。 关键词：雷达电子海图AIS 1 前言 安装在船舶上的雷达是船长的眼睛。它能辅助船舶航行，在能见度较低或在拥挤水道时能辅助避碰。近30年来，雷达系统的天线单元和收发机单元的技术实际并没有实质性的变化，而显示单元的生产技术却经历了显著的变革。一些使用计算机类型显示器的彩色雷达已经面世，但到现在为止市场上还未出现计算机雷达（指雷达显示单元全部基于PC机）。未来雷达技术将向哪个方向发展呢？本文就这一问题以英国船商有限公司(Transas)在雷达专业领域的最新进展及代表性产品为例进行一些讨论。 2新型雷达概况 在船用雷达更新换代之际，船商公司集过去数年的研究成果和实践提出了一个崭新的概念，即：一部性能优异的ARPA雷达＝普通天线收发机+ 普通PC机及显示器+ 船商雷达信号处理卡。船商的雷达信号处理卡(RadarIntegrator Board)目前已发展到第二代，它直接安插在普通PC机的PCI插槽上，与雷达收发天线单元相接后具有直接处理雷达视频信号、录取和跟踪移动目标、控制收发机等功能；安插雷达信号处理卡的计算机能将雷达图像与矢量电子海图相叠加，利用计算机连网可将雷达图像和电子海图传输到船上任一部位；利用船商扩展串行接口，计算机还能处理包括AIS(又称船舶自动识
别系统)在内的所有船用传感器的信息。此外，计算机还能把航行过程中的信息压缩并保存在硬盘上，这些信息不仅包括所有目标的动态数据，而且还包括数月连续航行中雷达天线旋转每一圈所得到的整个雷达图像。 3ENC在雷达方面的应用 IEC允许在雷达屏幕上显示电子导航海图(ENC)上的一些要素，包括岸线、安全区、预警区和线条、孤立的危险物、浮标和灯塔。根据船商公司多年研制和销售电子海图的经验（船商海图数据库已包括全球海域近6000幅矢量电子海图），我们认为上述物标已占ENC数据量的70%。例如，在使用一些国家(如挪威、瑞典、芬兰等)的纸海图制作电子海图过程中我们曾遇到过数百幅海图，图上包含的上述海图要素由一百万条以上线(或点)组成；有些海图竟有11000块礁石。假如我们使用芬兰的第25号海图，用原始比例尺显示在21英寸显示器上，屏幕上将显示出840个岛屿。根据S57标准，一幅ENC海图的容量不能超过5Mb，但如果船舶航行到海图连接处将要显示四幅海图时，这意味着非常庞大的信息量。这些说明在雷达图像上显示ENC绝非易事，至今世界上还没一部雷达能同时显示ENC 和雷达图像。 然而，在雷达图像上叠加显示ENC所有数据将非常有助于安全航行。例如，浮标图形的显示可以使驾驶人员方便地区别浮标回波和目标回波；如果ENC显示的岸线与雷达岸线图像重合，则整个海图要素的参照都是正确的，驾驶人员可迅速判断出本船和其它所有目标
探地雷达原理及应用读书报告 班级：061094班姓名：洪旭程学号：20091001724 探地雷达探测是一种先进的测试技术,是近十余年发展起来的地球物理高新技术方法,以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域,取得了显著的探测效果和社会经济效益,并在工程实践中不断完善和提高,必将在今后的工程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。因此,对广大工程技术人员来说,了解和学习探地雷达的原理及应用是非常必要的。 探地雷达探测技术在方法、仪器等方面仍在发展,其分辨率和探测范围也在不断的提高和扩大,比如美国地球物理调查系统公司( Geophysical Survey System Inc. ) 的SIRO10H 仪器,其标称的最小探测深度为4 cm ,最大探测深度为50 m ,最小可探测对象尺度为毫米级。但探地雷达探测技术与其它的地球物理勘查技术一样,其探测效果与其应用条件密切相关。 一、探地雷达的工作原理 探地雷达探测的工作原理,简单地说是通过特定仪器向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波。电磁波在介质中传播,当遇到存在电性差异的地下目标体,如空洞、分界面等时,电磁波便发生反射,返回到地面时由接收天线所接收。在对接收天线接收到的雷达波进行处理和分析的基础上,根据接收到的雷达波形、强度、双程时间等参数便可推断地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态,从而达到对地下隐蔽目标物的探测(如图1 所示) 。这是一种非破坏性的探测技术,可以安全地用于城市建设中的工程场地,并具有较高的探测精度和分辨率。 图1 中T 为发射天线, R 为接收天线,电磁波在地下介质中遇到目标体和基岩时发生反射, 信号返回地面由天线R 接收并记录,通过主机的回放处理,就可以得到雷达记录的回波曲线(如图2 所示) 。
目录 目录 .................................................................................................................................................. I 图录 ................................................................................................................................................ I V 表格目录.......................................................................................................................................... V 缩略语 ............................................................................................................................................ V I 1.雷达/ARPA产品概述 (1) 1.1.概述 (1) 1.2.航海雷达/ARPA系统结构图 (3) 1.3.天线收发单元 (4) 1.4.雷达显示单元 (4) 1.5.其他配件 (5) 1.5.1.电缆线 (5) 1.5.2.电源线 (6) 1.5.3.输入信号数据线 (7) 2.航海雷达安装 (9) 2.1.天线收发单元安装 (9) 2.1.1.天线收发单元安装注意事项 (9) 2.1.2.天线收发单元安装步骤 (10) 2.2.显示单元安装 (13) 2.2.1.注意事项 (13) 2.2.2.安装步骤 (14) 2.3.配线 (16) 2.3.1.布线要求 (16) 2.3.2.收发机接线 (16) 2.3.3.电源线接线 (20) 2.3.4.输入信号线接线 (20) 2.4.对外接口 (22) 2.4.1.电源接口 (22) 2.4.2.电缆接口 (22) 2.4.3.输入信号接口 (23) https://www.doczj.com/doc/b09354589.html,B接口 (23) 2.4.5.RS-232接口 (23) 2.5.调试和验收 (23) 2.5.1.开机 (23) 2.5.2.日期时间设置 (24) 2.5.3.方位调整 (24) 2.5.4.距离调整 (24) 2.5.5.按键检查 (24) 2.5.6.系统检测 (24) 3.雷达系统操作 (25) 3.1.控制面板介绍 (25) 3.2.雷达界面介绍 (27) 3.3.雷达开机 (28) 3.4.雷达待机 (28) I
合成孔径雷达概述 蔡 Beautyhappy521@https://www.doczj.com/doc/b09354589.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)
探地雷达的发展与现状 探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初。1904年，德国人Hülsmeyer首次将电磁波信号应用于地下金属体的探测。1910年，Leimback和L?wy以专利形式提出将雷达原理用于探地，他们用埋设在一组钻孔中的偶极天线探测地下相对高导电性质的区域，正式提出了探地雷达的概念。1926年Hülsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，他指出介电常数不同的介质交界面会产生电磁波反射。由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，之后二三十年尽管在美国出现过一些相关的专利，这项技术很少被运用到其它领域,直到50年代后期，探地雷达技术才慢慢重新被人们所重视。探地雷达在矿井(1960,J.C.Cook)、冰层厚度(1963,S.Evans)、地下粘土属性(1965,Barringer)、地下水位(1966,Lundien)的探测方面得到了应用。1967年，一个与stern最初用于冰川探测的仪器类似的系统被设计研制出来，1972年Procello将其于探测月球表面结构。同样在1972年，Rex Morcy和Art Drake开创了GSSI(Geophysical Survey Systems Inc.)公司，主要从事商业探地雷达的销售。随着电子技术的发展，数字磁带记录问世，加之现代数据处理技术的应用，特别是拟反射地震处理的应用，探地雷达的实际应用范围在70年代以后迅速扩大，其中有：石灰岩地区采石场的探测(1971,Takazi;1973,kithara;)、淡水和沙漠地区的探测(1974,R.M.Morey;1976,P.K.Kadaba)、工程地质探测(1976,A.P.Annan和J.L.Davis;1978,G.R.Olhoeft,L.T.Dolphin)、煤矿井探测(1975,J.C.Cook)、泥炭调查(1982,C.P.F.Ulriken)、放射性废弃物处理调查(1982,D.L.Wright;1985,O.Olsson)、以及地面和井中雷达用于地质构造填图(1997,M.Serzu )、水文地质调查(1996,A.Chanzy ;1997,Chieh-Hou Yang )、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测、水坝的缺陷检测、隧道及堤岸探测等。 自70年代以来、许多商业化的通用数字探地雷达系统先后问世，其中有代表性的有：美国Geophysical Survey System Inc公司的SIR系统、Microwave Associates 的MK系列，加拿大Sensor & Software的Pulse Ekko系列，瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC/GPR系列，日本应用地质株式会社OYO公司的GEORADAR系列及一些国内产品(电子工业部LTD系列，北京爱迪尔公司CR-20、CBS-900等)。这些雷达仪器的基本原理大同小异，主要功能有多通道采集、多维显示、实时处理、变频天线、多次叠加、多波形处理等，另外还有井中雷达系统，多态雷达系统，层析成像雷达系统等。 国内探地雷达的研究始于70年代初。当时，地矿部物探所、煤炭部煤科院，以及一些高校和其他研究部门均做过探地雷达设备研制和野外试验工作，但由于种种原因，这些研究未能正式用于实际。90年代以来，由于大量国外仪器的引进，探地雷达得到了广泛的应用与研究。1990-1993年，中国地质大学(武汉)在国家自然科学基金资助下，开展了大量的理论研究和工程实践，取得了不少成果。探地雷达主要应用领域有隧道(1998，隋景峰；2001，刘敦文等)、水利工程设施(1997，赵竹占等)、混凝土基桩(2000，李梁等)、煤矿(1998，刘传孝等)、公路(1996牛一雄等；1997，沈飚等)；岩溶(1994，王传雷，祁明松；1995，李玮，梁晓园)；工程地质(1994，胡晓光；1999，刘红军，贾永刚)；钻孔雷达(1999，宋雷，黄家会)等。
浅析船用雷达和A I S的综合应用的优势与局限 性 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
船用导航雷达和AIS综合应用的优势与局限性摘要：船用导航雷达和船舶自动识别系统（AIS）是两部重要的助航仪器，本文分析了导航雷达和AIS在单独使用时各自的功能和特点，并指出二者在综合应用中所表现出的优势和局限性以及针对其局限性的注意事项。 关键词：导航雷达、AIS、综合应用 目前，全球经济趋于一体化，航运业迅猛发展，船舶数量急剧增加，于此同时海难、海损事故也随之增加，给广大海员的生命安全、国家财产和海洋环境造成严重威胁。为加强航行安全，保护海洋环境，船舶间、船岸间信息的充分、快速、准确交换就显得尤为重要和突出。 一、船用导航雷达的功能和特点 1.雷达在应用中的优势 伴随船舶数量的激增，船舶碰撞事故的事故率也居高不下，因此，如何实现船舶间的协调行动，避免船舶碰撞就显得异常重要。雷达作为船舶避碰的主要助航仪器，从出现至今一直发挥着重要的作用。雷达是自主式导航设备，可以扫描到海面上的具有一定大小的物标并将其回波显示在雷达显示器上，从而将海面上物表和本船的相对位置关系清晰显示，让操作者获得较为全面的交通形式图像。通过对物标船的标绘，可以判断物标船和本船是否存在碰撞危险，更可以求取避让措施，核实避让行动的效果。 传统的船舶避碰是用眼睛实际观察周围船舶的运动态势，进而凭借经验采取改向或变速措施来实现船舶间的安全避让。不难发现，传统的避让方法受受能见度的影响较大，比如海上大雾天气，航海员仅凭肉眼能观测到的距离大大减小，有时会减小到几十米，就不能实现安全航行的目标。而有了雷达就大不相同，雷达受能见度影响
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
RAMAC探地雷达在地下管线探测中的应用 冯新，周晶 大连理工大学土木水利学院，大连，116024 摘要：应用RAMAC系列探地雷达进行了地下管线探测的研究。基于对城市地下管线周围介质环境的分析，设计了探地雷达的工作参数，对不同类型的地下管线进行了探测，并就典型的管线异常特征进行了分析。关键词：探地雷达，地下管线，应用 1.引言 地质雷达（Ground Penetrating Radar，简称CPR）是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描，以确定其内部结构形态或位置的电磁技术。其工作原理为：高频电磁波以宽频带脉冲形式通过发射天线发射，经目标体反射或透射，被接收天线所接收。高频电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度和波形将随所通过介质的电性质及集合形态而变化，由此通过对时域波形的采集、处理和分析，可确定地下界面或目标体的空间位置或结构状态。地质雷达具有分辨率高、无损、操作简便、抗干扰能力强等特点，适用于各种环境条件。 只要地下管线目标与周围介质之间存在足够的物性差异就能被探地雷达发现。探地雷达的管线探测能力弥补了管线探测仪的探测缺陷, 因此在城市地下管线的探测中得到普遍应用。本文采用瑞典玛拉公司（MALA GEOSCIENCE）生产的RAMAC系列探地雷达，对大连市某场地的地下管线进行了探测，以确定地下管线的具体位置和走向。并且根据探测结果和实际开挖的对比研究，对典型的雷达测线平面异常特征进行了分析。 2.方法简介 城市地下管线铺设特点多为地面开槽和机械顶管等方式埋设, 一般埋深较浅, 在0.5m～ 5m 之间。管线周围介质为回填土、砂质土和粘土等, 管道上方铺有压实路面结构层, 如三合土、混凝土、沥青路面、方砖等,需探测的管道一般管径为0.1m～ 1.5m 之间, 管道内的介质为水、空气、可燃气体等, 管体材质为钢、铸铁、水泥、塑料等。 探地雷达应用的前提是，目标管线体与周围介质的介电常数和电磁波传播的波速存在明显差异。金属管线由于金属中电磁波波速为零, 不能传播, 电磁波在金属管道界面上几乎全部反射回来, 因此, 管线与周围介质存在明显的电磁性差异；非金属管线除管线本身材质与周围介质存在一定差异外, 更主要的是管道内介质如水、气体等与周围介质电磁性差异更大。这些性质通常能够满足探地雷达应用的前提条件。 对于管线探测,探地雷达的反射波组主要从两方面进行识别解释。第一, 反射波组的同相性形成同相轴是判别管线空间位置的重要标识, 在管线探测的横向剖面上, 管线作为孤立的埋设物, 其反射波的同相轴为: 当管线为圆形管道时, 为向下开口的抛物线呈伞形状; 当为沟道式或管块时, 同相轴为有限平板, 界面反射的中部为平板状, 两端各为半支下开口的抛物线。第二, 电磁波在介质中传播特性反映了地下界面上下介质的物性差异, 该差异越大, 反射波越强, 振幅越大; 上下介质中波速大小决定了反射波振幅方向, 当波从介电常数小波速大的介质进入到介电常数大、波速小的介质时, 反射系数为负, 即反射波振幅反向; 反之, 从波速小进入波速大的介质时反射系数为正, 反射波幅与入射波同向。地下目标管线一般存在四层介质界面, 即管线的内外各两层。以上层内界面为例, 非金属管线内上界面的反射波振幅较大, 当内介质为水时, 反射系数为负, 反射波为反向; 当内介质为气体时, 反射系数为正, 反射波为正向; 金属管线由于金属内波速近似为零, 反射波自然为反向, 而且反射振幅特别强, 同时反射信号以管线的外层界面为主, 其它
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
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