SAR[合成孔徑雷達]

合成孔徑雷達（簡稱SAR）是一種主動式的對地觀測系統，可安裝在飛機、衛星、宇宙飛船等飛行平台上，全天時、全天候對地實施觀測、並具有一定的地表穿透能力。因此，SAR系統在災害監測、環境監測、海洋監測、資源勘查、農作物估產、測繪和軍事等方面的套用上具有獨特的優勢，可發揮其他遙感手段難以發揮的作用，因此越來越受到世界各國的重視。

簡介

SAR即英語“Synthetic Aperture Radar ”的縮寫，意為合成孔徑雷達。

合成孔徑雷達 (Synthetic Aperture Radar)，是利用合成孔徑原理，實現高分辨的微波成像，具備全天時、全天候、高分辨、大幅寬等多種特點，最初主要是機載、星載平台，隨著技術的發展，出現了彈載、地基SAR、無人機SAR、臨近空間平台SAR、手持式設備等多種形式平台搭載的合成孔徑雷達，廣泛用於軍事、民用領域。

合成孔徑雷達依次傳送電磁波，雷達天線收集，數位化，存儲反射回波，供以後處理。隨著傳送和接收發生在不同的時間，它們映射到不同的位置。接收信號的良好有序的組合構建了比物理天線長度長得多的虛擬光圈。這就是為什麼它被稱為“合成孔徑”，賦予它作為成像雷達的屬性。範圍方向與飛行軌跡平行，垂直於方位方向，也稱為 沿軌道方向是因為它與天線的視場內物體的位置一致。

為了產生SAR圖像，傳送連續的無線電脈衝以“照亮”目標場景，並且接收並記錄每個脈衝的回波。脈衝被傳送，並且使用單個波束形成天線接收回波，波長為幾米至幾毫米。合成孔徑雷達可以安裝在飛機或太空飛行器上，相對於目標的天線位置隨時間而變化。連續記錄的雷達回波的信號處理允許從這些多個天線位置組合記錄。該過程形成 合成天線孔徑並且允許創建比給定物理天線否則可能的更高解析度圖像。

3D處理分兩步完成：方位角和方向方向被聚焦，用於生成2D（方位範圍）高解析度圖像，之後使用數字高程模型（DEM）來測量複雜圖像之間的相位差，其由不同的視角確定以恢復高度信息。該高度信息以及由2-D SAR聚焦提供的方位角範圍坐標給出了第三維度，即高程方向。第一步只需要標準處理算法，對於第二步，使用附加的預處理階段，例如圖像共同配準和相位校準。

SAR 發展概況

1. 1951年, Carl Wiley 首次提出利用頻率分析方法改善雷達的角解析度.

2. 1953年, 伊利諾依大學採用非聚焦方法使角度解析度由4.13度提高到0.4度,並獲得第一張SAR圖像.

3. 1957年, 密西根大學採用光學處理方式, 獲得了第一張全聚焦SAR圖像.

4. 1978年, 美國發射了第一顆星載Seasat-1.

5. 1991年, 歐洲空間局發射了ERS-1.

6. 1995年, 加拿大發射了Radarsat-1.

7. 2000年, 歐洲空間局發射了ASAR.

8. 2006年, 日本發射ALOS PALSAR.

9. 2007年, 德國發射TerraSAR-X

10. 2007年底, 加拿大發射Radarsat-2

系統信息

美國: Seasat-1, Sir-A, Sir-B, Sir-C, LACROSSE SAR, LightSAR, Medsat SAR

歐洲: ERS-1, ERS-2, Envisat，Sentinel-1

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

中國：GF-3

SAR的未來

多頻, 多極化, 可變視角, 可變波束

超高解析度, 多模式

干涉合成孔徑雷達(InSAR)技術、極化干涉合成孔徑雷達(Pol-InSAR)技術

動目標檢測與動目標成像技術

小衛星雷達技術

SAR校準技術