SAR数字成像算法

第五章 合成孔径雷达成像算法SAR 成像处理最初用光学处理，后来采用数字处理。

与光学处理相比，数字处理更精确、更灵活，在距离徙动校正、运动补偿、几何校正和坐标转换等方面有明显的优势。

SAR 成像处理主要有两个问题，一是距离徙动校正，二是运动补偿。

距离徙动可分解一次的线性分量和二次以上(包括二次)的弯曲分量，线性分量称为距离走动，弯曲分量称为距离弯曲。

这一章主要讨论针对不同距离徙动程度情况下，需要采用的不同成像算法，运动补偿将在下一章讨论。

5.1 距离徙动距离徙动对合成孔径雷达成像是一个重要的问题，虽然在前面已多次提及，这里还要对它作比较系统的介绍。

θ∆波束Qθ∆BR B ALxBR ROmvt x图5.1正侧视时距离徙动的示意图距离徙动的情况对不同的波束指向会有所不同，首先讨论正侧视的情况，这时距离徙动可用图5.1来说明。

所谓距离徙动是雷达直线飞行对某一点目标（如图中的Q 点）观测时的距离变化。

如图5.1所示，天线的波束宽度为θ∆，当载机飞到A 点时波束前沿触及Q 点，而当载机飞到B 点时，波束后沿离开Q 点，A 到B 的长度即有效合成孔径L ，Q 点对A 、B 的转角即相干积累角，它等于波束宽度θ∆。

Q 点到航线的垂直距离为最近距离B R 。

这种情况下的距离徙动通常以合成孔径边缘的斜距R 与最近距离B R 之差表示，即BB B q R R R R R -∆=-=2secθ （5.1）在合成孔径雷达里，波束宽度θ∆一般较小，2)(2112secθθ∆+≈∆，而相干积累角θ∆与横向距离分辨率a ρ有以下关系：θλρ∆=2a 。

利用这些关系，（5.1）式可近似写成：22232)(81aBB q R R R ρλθ=∆≈（5.2）假设条带场景的幅宽为W ，即场景近、远边缘与航线的最近距离分别为2W R B -和2W R B +，得场景两端的距离徙动差为2232a q WR ρλ=∆ （5.3）距离徙动和距离徙动差的影响表现在它们与距离分辨率r ρ的相对值，如果它们比r ρ小得多，就无需作包络移动补偿。

干涉SAR三维地形成像数据处理技术综述徐华平,陈　杰,周荫清,李春升(北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100083) 摘　要:干涉合成孔径雷达(InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar)三维地形成像技术能够提供精确的高分辨率地形高度信息,它在上世纪后期发展非常迅速,目前仍是SAR技术领域的研究热点之一。

本文给出了干涉SAR三维地形成像数据处理流程及主要步骤,综述了图像配准、相位展开、基线估计以及高度计算等干涉SAR数据处理步骤实现算法的发展概况,比较了各种算法的优劣,最后分析了干涉SAR三维地形成像数据处理所面临的技术难点,并对未来的研究重点作了展望。

关键词:干涉SAR;地形成像;数据处理;相位展开中图分类号:TN958 文献标识码:A 文章编号:167222337(2006)0120015207A Survey of Interferometric SAR Topography Mapping DataProcessing T echniqueXU Hua2ping,CH EN Jie,ZHOU Y in2qing,L I Chun2sheng(Elect ronic and I nf ormation Engineering I nstit ute,Bei j ing Universit y of A eronautics andA st ronautics,B ei j ing100083,China) Abstract:　Interferometric synthetic aperture radar(SAR)is employed to supply terrain elevation with high precision and high resolution.It is one of the hot topics in the field of SAR in this century.The flow2 chart and main step s of interferometric SAR data processing are presented.Some research issues of the imple2 mentation of the main step s,such as SAR image registration,phase unwrapping,baseline estimation and ele2 vation calculation,are summarized.In the end,the key problems and the prospect about interferometric SAR data processing are pointed out.K ey w ords:　interferometric SAR;topography mapping;data processing;phase unwrapping1　引言 干涉SA R是一种比较理想的三维地形成像技术,它利用天线之间的细微视角差,通过SAR 复图像干涉得到干涉相位,进而根据地形高度与干涉相位之间的关系式获取地形高度信息。

sar影像地理编码算法【实用版】目录1.SAR 影像概述2.地理编码算法的定义和作用3.SAR 影像地理编码算法的分类4.常见 SAR 影像地理编码算法的原理和应用5.SAR 影像地理编码算法的发展趋势正文一、SAR 影像概述SAR（Synthetic Aperture Radar）影像，即合成孔径雷达影像，是一种利用雷达技术获取地表信息的遥感技术。

与传统的光学遥感影像相比，SAR 影像具有全天候、全天时、高精度、高分辨率等优点，被广泛应用于地质勘探、环境监测、城市规划等领域。

二、地理编码算法的定义和作用地理编码算法是指将 SAR 影像中的像素信息转换为实际地理坐标系的过程，其主要目的是实现 SAR 影像与现实地理空间的准确匹配。

通过地理编码，可以方便地对 SAR 影像进行空间分析和定位，为后续的遥感应用提供基础数据支持。

三、SAR 影像地理编码算法的分类根据地理编码算法的原理和方法，SAR 影像地理编码算法主要分为以下几类：1.基于地面控制点的地理编码算法2.基于区域生长法的地理编码算法3.基于多普勒雷达原理的地理编码算法4.基于极化信息的地理编码算法5.基于 SAR 影像自身特征的地理编码算法四、常见 SAR 影像地理编码算法的原理和应用（1）基于地面控制点的地理编码算法该算法通过在 SAR 影像上选取一定数量的地面控制点（如道路、建筑物、水体等明显地物），利用地面控制点的已知地理坐标，求解影像中像素到地理坐标的映射关系。

该算法适用于地面控制点较为丰富的区域，但计算量较大，且容易受到地面控制点质量的影响。

（2）基于区域生长法的地理编码算法该算法以 SAR 影像中某个像素为种子，根据其周边像素的强度、纹理等信息，逐步向外扩展，形成一个区域。

通过对比该区域与实际地理区域的相似性，确定该像素的地理坐标。

该算法适用于复杂地形和地貌区域，但计算量较大，对初始种子像素的选择较为敏感。

（3）基于多普勒雷达原理的地理编码算法该算法利用多普勒雷达原理，通过测量 SAR 影像中地物回波的频率变化，计算地物的三维坐标信息。

光学与sar融合算法
SAR（Synthetic Aperture Radar）图像与光学图像的融合方法可以分为频域融合和时域融合两类。

其中，频域融合方法主要包括傅里叶变换、小波变换等，时域融合方法包括基于区域分割的融合、基于特征融合的融合等。

以下是这些融合方法的介绍：- 傅里叶变换法：傅里叶变换法是一种广泛使用的频域融合方法。

它通过将SAR图像和光学图像进行傅里叶变换，将它们转换到频域，然后在频域中进行融合。

该方法的优点是算法简单、速度快，但难以保留地物的空间信息。

- 小波变换法：小波变换法是一种多尺度分析方法，能够提供图像的多尺度分解。

它通过将SAR图像和光学图像进行小波变换，得到不同尺度的分解系数，然后将这些系数进行融合，最后进行反变换得到融合后的图像。

该方法的优点是能够保留地物的空间信息和细节信息，但算法复杂度较高。

- 基于区域分割的融合法：基于区域分割的融合法是一种时域融合方法。

它首先对SAR 图像和光学图像进行区域分割，然后将相同区域的像素进行融合。

该方法的优点是能够充分利用地物的空间信息和颜色信息，但需要解决如何准确地进行区域分割和特征匹配的问题。

- 基于特征融合的融合法：基于特征融合的融合法也是一种时域融合方法。

它首先从SAR图像和光学图像中提取特征，然后将这些特征进行融合。

该方法的优点是能够充分利用地物的特征信息，但需要解决如何准确地进行特征提取和匹配的问题。

基于区域分割和特征融合的算法能够实现SAR图像与光学图像的深度融合，提高遥感图像的质量和实用性。

SAR雷达成像仿真摘要雷达发展初期由于分辨率较低，其作用主要是“点”目标的检测和跟踪。

而现代机载雷达系统则要执行更多任务，从目标检测和识别到大面积地形测绘。

地形测绘可通过合成孔径雷达（SAR）实现。

通过采用相干辐射照射地面并测量回波信号，SAR可以产生地表的高分辨率二维图像，其成像质量由系统分辨单元的大小决定。

分辨单元由系统的距离和方位分辨率共同决定。

高的距离分辨率通过脉冲压缩技术实现。

高方位分辨率取决于天线尺寸及雷达波长，可以通过雷达运动达到增加天线孔径从而提高方位分辨率的目的。

本文简介了SAR的发展历史，着重研究条带式状正侧视SAR的成像原理，建立点目标回波模型，重点讨论了其R-D成像算法，介绍了目前常用的其他成像算法，在频域内对该算法进行了距离徙动校正（RCMC），从而得到多点目标的Matlab仿真。

关键词：SAR 正侧视距离徙动校正成像ABSTRACTBecause of low resolution radar at the early stage of development, its main function is "point target detection and tracking". The modern airborne radar system to perform more tasks, from the target detection and recognition to terrain mapping in large area. Topographic mapping can be actualized by synthetic aperture radar (SAR) . By using the coherent radiation and measure the echo signal,SAR can produce high resolution two-dimensional image , its imaging quality depends on the system resolution cell size. Resolution unit consists of range and azimuth resolution .High range resolution is achieved through the pulse compression technique. High range resolution depends on the size of the antenna and radar wavelength,the carrier’s motion is used to increase the antenna aperture radar so as to improve the range resolution of the.This paper introduces the development history of SAR, focuses on the imaging principle of belt shaped side looking SAR, and establishes the echo model of point target. The paper mainly part focuses on the R-D imaging algorithm, and introduces some other common imaging algorithm.The algorithm of range migration correction(RCMC) is solved in frequency domain,thereby getting the several-point-target Matlab imaging simulation.Keyword: SAR Side looking Range migration correction ImagingI目录第一章绪论 (1)1.1 合成孔径雷达（SAR）的发展历程和现状 (1)1.2 现代SAR的发展方向及意义 (2)1.2.1 多参数SAR系统 (2)1.2.2 聚束SAR (2)1.2.3 极化干涉SAR（POLINSAR） (3)1.2.4 合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (3)1.2.5 星载合成孔径雷达的小型化 (3)1.2.6雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (4)1.3 论文的内容及结构安排 (4)第二章合成孔径雷达的工作原理 (5)2.1 线性调频信号及其脉冲压缩 (5)2.2 方位分辨率 (6)2.3 SAR点目标回波模型 (8)第三章合成孔径雷达的成像算法 (10)3.1 运动补偿技术的发展及现状 (10)3.1.1 引言 (10)3.1.2 基于运动传感器补偿算法的发展 (10)3.1.3 运动补偿算法的发展 (11)3.1.4 基于回拨数据运动补偿算法的发展 (12)3.1 距离徙动 (12)3.2 距离-多普勒算法（R-D算法） (15)3.2.1 原始正侧视及其改进的距离多普勒算法 (15)3.2.2 斜侧视下距离多普勒算法 (17)3.3 其他SAR成像算法简介 (18)3.3.1 线性调空变平移算法（Chirp Scaling，C-S） (18)II3.3.2 距离徙动算法（RMA） (19)3.3.3 极坐标格式算法（PFA） (19)3.3.5 频域变尺度算法（Frequency Scaling） (20)3.3.6 各算法的比较 (20)第四章成像仿真及分析 (22)第五章全文总结 (27)致谢 (28)参考文献........................................................................................ 错误！未定义书签。

sar成像原理SAR成像原理。

合成孔径雷达（SAR）是一种利用雷达波进行成像的技术，它具有独特的成像原理和优势。

在SAR成像中，雷达发射的脉冲信号经过地面目标的反射后，被接收回来并记录下来。

通过处理这些回波信号，可以得到地面目标的高分辨率图像，无论是在白天还是夜晚，无论是在晴天还是阴天，SAR都能够实现可靠的成像。

SAR成像的原理主要包括以下几个方面：1. 雷达波的发射和接收，SAR系统通过发射一系列的脉冲信号，并记录每个脉冲信号的回波信号。

这些回波信号包含了地面目标的信息，通过处理这些信号，就可以获取地面目标的图像。

2. 雷达波的回波信号处理，SAR系统通过接收和记录地面目标反射回来的回波信号，然后对这些信号进行处理，包括时域处理、频域处理、相位处理等。

这些处理过程可以提取出地面目标的特征信息，从而实现高分辨率的成像。

3. 雷达波的合成孔径，SAR系统通过对多个脉冲信号的回波信号进行合成，可以实现合成孔径雷达的成像原理。

这种合成孔径的方式可以有效地提高成像的分辨率，使得SAR系统可以获取高质量的地面目标图像。

4. 地面目标图像的重建，通过对处理后的回波信号进行进一步处理和重建，SAR系统可以得到地面目标的高分辨率图像。

这些图像可以用于地质勘探、环境监测、军事侦察等领域。

总的来说，SAR成像原理是通过发射和接收雷达波，对回波信号进行处理和合成，最终实现对地面目标高分辨率成像的技术。

这种成像技术具有独特的优势，可以在各种复杂环境下实现可靠的成像，因此在军事、民用领域都有着广泛的应用前景。

随着雷达技术的不断发展和完善，SAR成像技术也将迎来更加广阔的发展空间，为人类社会的发展和进步提供更多的支持和帮助。