高分三號誠然是現在最炙手可熱的超新星,作為高分家族唯一一顆雷達星,憑藉其透視眼大顯神通。但是各位3Ser們有沒有跟喵叫獸一樣,以前都只是跟光學衛星打交道,對雷達衛星一直只是一知半解,僅僅停留在sar、微波、不怕風雨雲霧這幾個關鍵詞的呢?

  如果你是這樣的3s人,這篇文章可以幫到你狠狠惡補一下雷達衛星的知識,變成一個外行人中的「小磚家」,如果你是雷達大神的話,這篇文章可能對你來說就是雕蟲小技,如果你不舍賜教,請讀下去幫大家看看說得對不對。

  高分三號是我國首顆C頻段多極化合成孔徑雷達衛星,我們先分解來看。所謂「C頻段」意味著什麼?航天科技集團五院高分三號衛星工程總師徐福祥介紹,根據功能和使命的不同,地球微波遙感探測衛星可以劃分為L、S、C、X等頻段,頻率依次由低到高。頻率越低,穿透力越強,越高則穿透力越差。打個比方,假如用這四種頻段看一棵樹,X頻段只能看到樹梢,L、S頻段只能看到樹根,C頻段則介於兩者之間,既能看到地表,也能看到樹榦。因此,在對海洋、氣象、減災等環境和目標進行探測時,C頻段的優勢更為突出。

「多極化」是指極化方式,與利用可見光觀測地球的兄弟姐妹相比,高分三號衛星是「高分家族」中唯一一顆合成孔徑雷達衛星,它不需要藉助光線,而是利用微波給地球照相「體檢」。電磁波發射分為水平波(H)和垂直波(V),接收也分為H和V。單極化是指(HH)或者(VV),就是水平發射水平接收或垂直發射垂直接收,如果你研究的是氣象雷達領域那一般都是(HH)。雙極化是指在一種極化模式的同時,加上了另一種極化模式,如(HH)水平發射水平接收和(HV)水平發射垂直接收。全極化技術難度最高,要求同時發射H和V,也就是(HH)(HV)(VV)(VH)四種極化方式。而高分三號多極化包含上述所有極化方式,即單極化、雙極化及全極化。

「合成孔徑雷達」就是我們平時說的SAR的全稱,是利用一個小天線沿著長線陣的軌跡等速移動並輻射相參信號, 把在不同位置接收的回波進行相干處理,

從而獲得較高解析度的成像雷達。作為一種主動式微波感測器, 合成孔徑雷達具有不受光照和氣候條件等限制實現全天時、全天候對地觀測的特點,

甚至可以透過地表或植被獲取其掩蓋的信息。

  星載SAR 一般工作在脈衝模式,即以一定的頻率(PRF)向地面發射脈衝並接收地面反射的回波信號。在距離向,星載SAR

通過發射寬頻線性調頻信號(Linear Frequency Modulation,LFM)並用匹配濾波器來提高解析度。而在方位向,星載SAR

使用較寬的天線波束,通過對多個脈衝進行相干積累以提高解析度。這樣,從單個目標來看,雷達信號從不同角度進行照射,相當於一個較大的天線孔徑,這就是合成孔徑的原理。

  高分三號是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達(SAR)衛星,具有12種成像模式。它不僅涵蓋了傳統的條帶、掃描成像模式,而且可在聚束、條帶、掃描、波浪、全球觀測、高低入射角等多種成像模式下實現自由切換,既可以探地,又可以觀海,達到「一星多用」的效果。

  滑動聚束模式是一種新穎的SAR成像模式,它通過控制天線輻照區在地面的移動速度來控制方位解析度,其成像的面積比聚束SAR大,並且其解析度可以高於相同天線尺寸條帶SAR的解析度,它可以在高解析度和大面積成像中做出更好的權衡。圖像也不會產生扇貝效應,

因此是一種比較有應用價值的工作模式。高分三號在該模式下能夠實現解析度1m,成像面積10km*10km。

聚束式SAR其波束始終指向成像景物,可以對景物進行長時間的觀測,獲得長的合成孔徑,從而獲得高的方位解析度。該模式適合於對景物進行精細成像。

  高分三號中條帶成像模式有6種:

條帶模式是星載SAR 最常用的成像模式,在條帶模式工作時,雷達以一個固定視角對地面進行照射(如下圖所示),一般的星載SAR 都具有條帶模式。

條帶SAR和滑動聚束SAR的基本原理是相同的,都是通過對平台運動所產生的多普勒頻率進行分析從而提高方位分辨能力,因而對大部分概念和術語,三者基本一致,但各模式又擁有跟其他模式不同的特性。

高分三號中掃描成像模式有3種:

閱讀全文地址:3分鐘解讀高分三號_遙感信息_遙感集市論壇


推薦閱讀:
相关文章