合成孔徑雷達(dá)成像原理
合成孔徑雷達(dá)成像原理
合成孔徑雷達(dá)成像原理如下：
雷達(dá)是由二戰(zhàn)軍事需求發(fā)展起來(lái)的，最初用于跟蹤惡劣天氣及黑夜中的飛機(jī)和艦船。隨著射頻（RF）技術(shù)、天線以及近來(lái)數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)也得到了穩(wěn)步發(fā)展。
雷達(dá)系統(tǒng)利用時(shí)間延遲測(cè)量雷達(dá)與目標(biāo)（雷達(dá)反射體）之間的距離，通過(guò)天線指向探測(cè)目標(biāo)方位，繼而又利用多普勒頻移檢測(cè)目標(biāo)速度。
1951年，美國(guó)Goodyear Aerospace 公司的Carl Wiley發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)多普勒頻移進(jìn)行處理，能夠改善波束垂直向上的分辨率。
根據(jù)這一原理，就可以利用雷達(dá)得到二維地表圖像。這種通過(guò)信號(hào)分析技術(shù)來(lái)構(gòu)建一個(gè)等效長(zhǎng)天線的思路稱(chēng)為合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，簡(jiǎn)稱(chēng)：SAR)。
遙感中的雷達(dá)SAR在遙感領(lǐng)域獲得越來(lái)越多的應(yīng)用，主要基于以下三個(gè)原理：
1、雷達(dá)自帶照射源，在黑夜中同樣能出色地工作。
2、一般雷達(dá)所使用波段的電磁波幾乎可以無(wú)失真地穿透水汽云層。
3、物質(zhì)的光學(xué)散射能量與其雷達(dá)電磁散射能量是不同的，因此雷達(dá)與光學(xué)傳感器具有互補(bǔ)性，有時(shí)甚至比光學(xué)傳感器有更強(qiáng)的地表特征區(qū)分能力。
雷達(dá)成像是怎么回事
雷達(dá)成像現(xiàn)在一般主要分兩種SAR ISAR （合成口徑雷達(dá)與逆合成口徑雷達(dá)，前者是雷達(dá)動(dòng)，后者是目標(biāo)動(dòng)）。圖像出來(lái)一般百科是分析回波，幅度、位置不同而繪制不同二維圖畫(huà)，一般在這里會(huì)用到脈沖壓縮技術(shù)。
雷達(dá)的工作原理
雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過(guò)天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波;雷達(dá)天線接收此反射波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息。雷達(dá)，是英文Radar的音譯，源于radiodetectionandranging的縮寫(xiě)，意思為“無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距”，即用無(wú)線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定它們的空間位置。
因此，雷達(dá)也被稱(chēng)為“無(wú)線電定位”。
雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)發(fā)射電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。
雷達(dá)定位與雷達(dá)成像的區(qū)別
雷達(dá)定位是雷達(dá)通過(guò)發(fā)射電磁波，電磁波遇到目標(biāo)反射回雷達(dá)而定位，一般用于探測(cè)目標(biāo);GPS是通過(guò)接受GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)來(lái)定位。 雷達(dá)成像顧名思義就是利用雷達(dá)進(jìn)行成像，雷達(dá)發(fā)射電磁波，目標(biāo)反射電磁波，對(duì)目標(biāo)回波進(jìn)行處理獲得目標(biāo)的雷達(dá)圖像。
雷達(dá)成像技術(shù)要求目標(biāo)或者雷達(dá)是運(yùn)動(dòng)的才行，如果雷達(dá)和目標(biāo)都是靜止的，那么就無(wú)法獲得二維的雷達(dá)圖像。
雷達(dá)成像的分辨率一般會(huì)小于光學(xué)成像。而且目標(biāo)的雷達(dá)圖像只是模糊的輪廓，無(wú)法像光學(xué)圖片一樣提供細(xì)節(jié)，那么為啥要用雷達(dá)成像呢？直接光學(xué)成像不就ok？雖然雷達(dá)成像的分辨率沒(méi)有光學(xué)圖像高，但是目標(biāo)的輪廓就能讓我們識(shí)別出目標(biāo)，所以雷達(dá)圖像能夠滿(mǎn)足目標(biāo)識(shí)別的要求。另一方面，雷達(dá)成像可以全天時(shí)，全天候使用。晚上、下雨天、下雪天、大霧天都可以使用，這就大大彌補(bǔ)了光學(xué)成像的缺點(diǎn)。
雷達(dá)成像有兩種常用的技術(shù)：合成孔徑成像和逆合成孔徑成像。是不是感覺(jué)這兩個(gè)名詞太專(zhuān)業(yè)？嘿嘿，你只需要記住合成孔徑是利用目標(biāo)是靜止，雷達(dá)運(yùn)動(dòng)來(lái)成像。逆合成孔徑是利用雷達(dá)靜止，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)來(lái)成像的。
合成孔徑成像一般是利用飛機(jī)，衛(wèi)星這種平臺(tái)對(duì)地面的建筑物成像。其中，衛(wèi)星平臺(tái)由于運(yùn)行在大氣層外，所以比較穩(wěn)定，現(xiàn)在高分辨的合成孔徑圖像都是利用衛(wèi)星平臺(tái)得到的。這就有非常大的用途了，比如對(duì)軍事目標(biāo)的監(jiān)測(cè)，對(duì)地形的測(cè)繪等等。
逆合成孔徑成像一般是利用岸基雷達(dá)對(duì)艦船成像，或者陸基對(duì)飛機(jī)，衛(wèi)星成像。逆合成孔徑成像主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的目標(biāo)檢測(cè)。ISAR對(duì)艦船成像結(jié)果目前雷達(dá)成像技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始向民用領(lǐng)域傾斜，比如現(xiàn)在的智能駕駛汽車(chē)需要實(shí)時(shí)的檢測(cè)周?chē)穆窙r，但是復(fù)雜天氣下，光學(xué)傳感器就會(huì)有影響，此時(shí)雷達(dá)成像就可以提供路況信息。
我們還可以將雷達(dá)安裝在醫(yī)院的廁所中，雷達(dá)圖像只能獲得人體模糊的輪廓，不會(huì)侵犯人的隱私，可以監(jiān)測(cè)是否有人摔倒，及時(shí)提供幫助。
合成孔徑雷達(dá) 到底是怎么回事，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星能成像 這個(gè)怎么回事，
合成孔徑雷達(dá)：就是把許多小雷達(dá)捕獲的數(shù)據(jù)合成一個(gè)相當(dāng)于大孔徑雷達(dá)捕獲的數(shù)據(jù)，并處理后在一個(gè)顯示屏上顯示，使屏幕看上去是一個(gè)雷達(dá)捕獲的，這顯示過(guò)程俗稱(chēng)成像。原理類(lèi)似于相機(jī)的感光元件，把眾多感光點(diǎn)捕捉到的光線合并成一張圖像，即成像。
點(diǎn)越多，分辨率越高成孔徑雷達(dá)一樣，小雷達(dá)越多，分辨率越高。
雷達(dá)有什么神奇功能？
要知道遠(yuǎn)處的雷雨、暴雨、臺(tái)風(fēng)的情況，可以用雷達(dá)來(lái)探測(cè)。
雷達(dá)能從天線發(fā)射出一種波長(zhǎng)很短的無(wú)線電波，這種電波在遠(yuǎn)處大氣中遇到臺(tái)風(fēng)、雷雨、暴雨等天氣現(xiàn)象時(shí)，就能被反射回來(lái)，并在雷達(dá)的熒光屏上顯示出來(lái)。
因此我們?cè)跓晒馄辽暇湍芸吹脚_(tái)風(fēng)、雷雨和暴雨的整個(gè)面貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
假使在甲地已經(jīng)有了雷雨，離甲地幾百公里的地方設(shè)立的雷達(dá)儀器的熒光屏上，就可以看到一塊塊邊緣不規(guī)則的亮斑或亮條，這就是雷雨的象。熒光屏上劃有一些線條，指示出雷雨離雷達(dá)有多遠(yuǎn)。如雨區(qū)或雨量很大，熒光屏上的亮斑或亮條的面積也大，并且更亮些。只要我們相隔一定的時(shí)間，多觀察幾次，就可計(jì)算出雷雨的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。
這樣就能清清楚楚知道，再過(guò)幾小時(shí)，或者幾十分鐘，什么強(qiáng)度的雷雨將要來(lái)臨了。暴雨和一般雨的強(qiáng)度上相差很大，通過(guò)熒光屏的亮斑，是可以分辨出來(lái)的。
此外，一塊雷雨云的水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)，也可以從雷達(dá)的熒光屏上顯示出來(lái)。
臺(tái)風(fēng)的中心，以及周?chē)脑朴隊(duì)顟B(tài)，同樣能在雷達(dá)的熒光屏上顯示出來(lái)。只要通過(guò)幾次定時(shí)的觀察，就能計(jì)算出臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的速度和方向。有了這些寶貴的資料，就可以**地知道臺(tái)風(fēng)的位置、強(qiáng)度、移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，從而比較準(zhǔn)確地作出臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)。
