合成孔徑雷達

2022-10-18 09:57:19 字數 2254 閱讀 2388

0,也稱綜合孔徑雷達。合成孔徑雷達的特點是解析度高,能全天候工作,能有效地識別偽裝和穿透掩蓋物。所得到的高方位分辨力相當於乙個大孔徑天線所能提供的方位分辨力。

合成孔徑雷達可分為聚焦型和非聚焦型兩類。用在飛機上或空間飛行器上可有幾種不同的工作模式,最常見的是正側視模式,稱為合成孔徑側視雷達;此外還有斜視模式、都卜勒波束銳化模式和定點照射模式等。如果雷達保持相對靜止,使目標運動成像,則成為逆合成孔徑雷達,也稱距離-都卜勒成像系統。

合成孔徑雷達在軍事偵察、測繪、火控、制導,以及環境遙感和資源勘探等方面有廣泛用途。

合成孔徑的概念始於50年代初期。當時,美國有些科學家想突破經典分辨力的限制,提出了一些新的設想:利用目標與雷達的相對運動所產生的都卜勒頻移現象來提高分辨力;用線陣天線概念證明運動著的小天線可獲得高分辨力。

50年代末,美國研製成第一批可供軍事偵察用的機載高分辨力合成孔徑雷達。60年代中期,隨著遙感技術的發展,軍用合成孔徑雷達技術推廣到民用方面,成為環境遙感的有力工具。70年代後期,衛星載合成孔徑雷達和數字成像技術取得進展。

美國於2023年發射的「海洋衛星」a號和 80年代初發射的太空梭都試驗了合成孔徑雷達的效果,證明了雷達影象的優越性。

合成孔徑雷達工作時按一定的重複頻率發、收脈衝,真實天線依次佔一虛構線陣天線單元位置。把這些單元天線接收訊號的振幅與相對發射訊號的相位疊加起來,便合成乙個等效合成孔徑天線的接收訊號。若直接把各單元訊號向量相加,則得到非聚焦合成孔徑天線訊號。

在訊號相加之前進行相位校正,使各單元訊號同相相加,得到聚焦合成孔徑天線訊號。地物的反射波由合成線陣天線接收,與發射載波作相干解調,並按不同距離單元記錄在**上,然後用相干光照射**便聚焦成像。這一過程與全息照相相似,差別只是合成線陣天線是一維的,合成孔徑雷達只在方位上與全息照相相似,故合成孔徑雷達又可稱為準微波全息裝置。

合成孔徑雷達:利用遙感平台的移動,將乙個小孔徑的天線安裝在平台側方,以代替大孔徑的天線,提高方位解析度的雷達。

在航空方面,合成孔徑雷達的解析度可達到1公尺以內。太空飛行器上的合成孔徑雷達因作用距離遠,為獲得高解析度,技術較為複雜。2023年發射的「阿波羅」17號飛船、2023年發射的「海洋衛星」和2023年發射的「哥倫比亞」號太空梭上都裝有合成孔徑雷達。

合成孔徑雷達主要用於航空測量、航空遙感、衛星海洋觀測、航天偵察、影象匹配制導等。它能發現隱蔽和偽裝的目標,如識別偽裝的飛彈地下發射井、識別雲霧籠罩地區的地面目標等。在飛彈影象匹配制導中,採用合成孔徑雷達攝圖,能使飛彈擊中隱蔽和偽裝的目標。

合成孔徑雷達還用於深空探測,例如用合成孔徑雷達探測月球、金星的地質結構。

各國星載sar系統

美國: seasat-1, sir-a, sir-b, sir-clacrosse sar,sar

歐洲: ers-1, ers-2, xsar, asar

加拿大: radarsat-1, radarsat-2

俄羅斯: almaz-1

日本: jers-1, alos/palsar

德國: terrasar-x

義大利: cosmo-skymed

從國家測繪局獲悉,我國科研人員歷時3年研發的「機載多波段多極化干涉合成孔徑雷達測圖系統」通過專家驗收。這套測圖系統突破了多項核心技術,使我國複雜地形區域測圖將不再受雨雪雲霧,山巒溝壑等惡劣的天氣和地理條件制約,成功實現全天時、全天候從萬公尺高空獲取高解析度測繪資料,快速成圖,及時動態監測地理國情。

試飛院「獎狀」ⅱ7025號飛機裝備了中國首個自主研發的具有世界先進水平的測圖系統。中國測繪科學研究院院長張繼賢介紹,這個機載sar測圖系統是目前唯一可以在測繪困難地區實現全天時、全天候快速成圖的遙感手段,具有傳統光學遙感技術不可比擬的獨特優勢。世界各國都力爭通過這項技術搶占測繪科技制高點。

我國幅員遼闊,大面積多雲霧地區難於獲取光學影像。近年來,國家西部測圖工程、第二次全國土地調查等工程的實施,加劇了對機載sar測圖系統的迫切應用需求。此外在災情監測評估方面,急需利用機載sar測圖系統的機動靈活、高解析度、高精度等優勢,提高國家災害應急能力。

然而受發達國家技術壁壘的影響,長期以來我國無法引進先進的機載sar測圖系統與技術。

據介紹,由中國測繪科學研究院牽頭研製成功的機載sar測圖系統,研發了具有自主智財權的機載sar資料獲取整合系統,開發了工作站、地面資料處理系統,編制了系列技術規定,為國家培養了一支專業技術隊伍,顯著提公升了我國sar遙感資料獲取與處理能力。

據悉,該系統已成功應用於我國西部測圖工程橫斷山脈區域約11萬平方千公尺、陝西渭南地區1200平方千公尺的sar影像資料獲取和1∶1萬、1∶5萬比例尺產品測製。專家指出,該系統可廣泛用於地形測繪、應急響應、資源調查監測、重大工程建設監測和國防安全等領域,提公升我國對地觀測技術水平,具有廣闊的應用前景。