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全球星載SAR正射影像研制原理與方法 版權(quán)信息
- ISBN：9787030714381
- 條形碼：9787030714381 ; 978-7-03-071438-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>>
全球星載SAR正射影像研制原理與方法 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書針對(duì)目前在軌SAR衛(wèi)星的成像特性，結(jié)合優(yōu)選覆蓋的觀測(cè)任務(wù)，提出一套適用于優(yōu)選超大規(guī)模SAR衛(wèi)星正射影像產(chǎn)品研制的數(shù)據(jù)處理技術(shù)體系。具體內(nèi)容包括：星載SAR區(qū)域成像任務(wù)規(guī)劃、星載SAR影像幾何定標(biāo)、星載SAR影像自動(dòng)匹配、星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差、星載SAR影像正射糾正與更新、星載SAR影像強(qiáng)度一致性處理與鑲嵌等；谶@套技術(shù)體系，利用我國(guó)高分三號(hào)衛(wèi)星優(yōu)選覆蓋的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行正射影像產(chǎn)品生產(chǎn)，生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果驗(yàn)證了本書所提出技術(shù)體系的有效性和可行性。 本書可供測(cè)繪、國(guó)土、航天、規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、資源環(huán)境、遙感、地理信息系統(tǒng)等地理空間信息相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)人員和科研工作者參考。
全球星載SAR正射影像研制原理與方法 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 高分辨率星載SAR系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 國(guó)外典型高分辨率星載SAR衛(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4
1.2.1 加拿大Radarsat-2 4
1.2.2 德國(guó)TerraSAR-X 5
1.2.3 意大利COSMO-Skymed 7
1.2.4 日本ALOSPALSAR 9
1.3 國(guó)內(nèi)典型高分辨率星載SAR衛(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介 11
1.3.5 HJ-1C 11
1.3.6 高分三號(hào) 12
1.3.7 海絲一號(hào) 13
1.4 全球正射影像產(chǎn)品現(xiàn)狀 14
1.5 全球星載SAR正射影像研制的關(guān)鍵問題 16
參考文獻(xiàn) 16
第2章 星載SAR區(qū)域成像任務(wù)規(guī)劃 19
2.1 全球覆蓋星載SAR成像需求分析 19
2.2 全球覆蓋星載SAR任務(wù)規(guī)劃建模準(zhǔn)備 20
2.2.1 規(guī)劃過程的合理簡(jiǎn)化假設(shè) 20
2.2.2 從規(guī)劃需求到模型要素轉(zhuǎn)換 20
2.3 全球覆蓋星載SAR任務(wù)規(guī)劃模型構(gòu)建 21
2.3.1 決策變量 21
2.3.2 目標(biāo)函數(shù) 22
2.3.3 約束條件 22
2.4 全球覆蓋星載SAR任務(wù)規(guī)劃算法求解 23
2.4.1 基于NSGA-II算法的規(guī)劃模型求解 23
2.4.2 衛(wèi)星成像條帶計(jì)算 23
2.4.3 區(qū)域目標(biāo)有效覆蓋面積計(jì)算 24
2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 25
2.5.1 應(yīng)用方案設(shè)計(jì) 25
2.5.2 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況 27
2.5.3 全球一張圖應(yīng)用成果 29
參考文獻(xiàn) 33
第3章 星載SAR影像幾何定標(biāo) 34
3.1 距離-多普勒模型 34
3.2 星載SAR影像幾何定位誤差分析 35
3.2.1 SAR載荷引入的誤差 36
3.2.2 衛(wèi)星平臺(tái)引入的誤差 37
3.2.3 觀測(cè)環(huán)境引入的誤差 39
3.2.4 地面處理引入的誤差 40
3.2.5 誤差消除分析 41
3.3 顧及大氣延遲的星載SAR影像高精度幾何定標(biāo) 42
3.3.1 大氣延遲改正 43
3.3.2 角反射器像平面坐標(biāo)提取 44
3.3.3 顧及大氣延遲的幾何定標(biāo)模型 45
3.3.4 多時(shí)序SAR影像聯(lián)合定標(biāo)策略 47
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 47
3.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)介紹 47
3.4.2 GF-3衛(wèi)星幾何定標(biāo)與精度驗(yàn)證 49
參考文獻(xiàn) 54
第4章 星載SAR影像自動(dòng)匹配 56
4.1 星載SAR影像匹配原理 56
4.1.1 基于逐級(jí)匹配的星載SAR影像匹配 56
4.1.2 基于泊松采樣的匹配點(diǎn)優(yōu)選方法 62
4.2 基于并行計(jì)算的星載SAR影像匹配策略 64
4.3 星載SAR影像匹配實(shí)驗(yàn)與分析 66
4.3.1 SAR影像匹配實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 66
4.3.2 全球SAR影像匹配實(shí)驗(yàn) 68
參考文獻(xiàn) 72
第5章 星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差 74
5.1 星載SAR影像通用幾何定位模型 74
5.1.1 RPC模型構(gòu)建 74
5.1.2 RPC模型求解 76
5.2 星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差原理 79
5.2.1 基于RPC模型的星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差 79
5.2.2 基于DEM約束的星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差 81
5.2.3 大規(guī)模區(qū)域網(wǎng)平差快速求解策略 85
5.2.4 基于選權(quán)迭代法的粗差剔除策略 89
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 92
5.3.1 全國(guó)GF-3SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差實(shí)驗(yàn) 92
5.3.2 全球GF-3SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差實(shí)驗(yàn) 94
參考文獻(xiàn) 96
第6章 星載SAR影像正射糾正與更新 98
6.1 基于RPC模型的星載SAR影像正射糾正 98
6.2 基于疊掩補(bǔ)償?shù)恼溆跋裆?100
6.2.1 疊掩區(qū)域判定 100
6.2.2 疊掩掩膜生成 106
6.2.3 疊掩區(qū)域補(bǔ)償 108
6.3 基于CPU/GPU協(xié)同的快速正射糾正 109
6.3.1 程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化 111
6.3.2 顯存訪問方式優(yōu)化 112
6.3.3 指令吞吐量?jī)?yōu)化 113
6.4 星載SAR正射影像更新 114
6.4.1 控制點(diǎn)自動(dòng)提取 114
6.4.2 基于不規(guī)則三角網(wǎng)的星載SAR正射糾正 114
6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 115
6.5.1 SAR影像單景正射糾正實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 115
6.5.2 基于疊掩補(bǔ)償?shù)男禽dSAR正射糾正實(shí)驗(yàn) 128
6.5.3 全球星載SAR正射影像生成及精度驗(yàn)證 133
參考文獻(xiàn) 136
第7章 星載SAR影像強(qiáng)度一致性處理與鑲嵌 138
7.1 大范圍SAR影像強(qiáng)度一致性處理算法 138
7.1.1 隨機(jī)交叉觀測(cè)SAR影像強(qiáng)度校正 139
7.1.2 多視強(qiáng)度補(bǔ)償 145
7.1.3 利用低分辨率強(qiáng)度基準(zhǔn)底圖對(duì)源影像強(qiáng)度校正 147
7.2 大范圍SAR影像鑲嵌 151
7.2.1 獲取校正后SAR影像有效范圍 152
7.2.2 計(jì)算重疊影像間的平分線 153
7.2.3 生成Voronoi多邊形 155
7.2.4 接縫線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)優(yōu)化 157
7.2.5 基于接縫線網(wǎng)絡(luò)的影像鑲嵌 158
7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 159
7.3.1 全球SAR影像強(qiáng)度一致性校正應(yīng)用分析 159
7.3.2 全球SAR影像自動(dòng)鑲嵌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 162
參考文獻(xiàn) 163
第1章 緒論 1
1.1 高分辨率星載SAR系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 國(guó)外典型高分辨率星載SAR衛(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4
1.2.1 加拿大Radarsat-2 4
1.2.2 德國(guó)TerraSAR-X 5
1.2.3 意大利COSMO-Skymed 7
1.2.4 日本ALOSPALSAR 9
1.3 國(guó)內(nèi)典型高分辨率星載SAR衛(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介 11
1.3.5 HJ-1C 11
1.3.6 高分三號(hào) 12
1.3.7 海絲一號(hào) 13
1.4 全球正射影像產(chǎn)品現(xiàn)狀 14
1.5 全球星載SAR正射影像研制的關(guān)鍵問題 16
參考文獻(xiàn) 16
第2章 星載SAR區(qū)域成像任務(wù)規(guī)劃 19
2.1 全球覆蓋星載SAR成像需求分析 19
2.2 全球覆蓋星載SAR任務(wù)規(guī)劃建模準(zhǔn)備 20
2.2.1 規(guī)劃過程的合理簡(jiǎn)化假設(shè) 20
2.2.2 從規(guī)劃需求到模型要素轉(zhuǎn)換 20
2.3 全球覆蓋星載SAR任務(wù)規(guī)劃模型構(gòu)建 21
2.3.1 決策變量 21
2.3.2 目標(biāo)函數(shù) 22
2.3.3 約束條件 22
2.4 全球覆蓋星載SAR任務(wù)規(guī)劃算法求解 23
2.4.1 基于NSGA-II算法的規(guī)劃模型求解 23
2.4.2 衛(wèi)星成像條帶計(jì)算 23
2.4.3 區(qū)域目標(biāo)有效覆蓋面積計(jì)算 24
2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 25
2.5.1 應(yīng)用方案設(shè)計(jì) 25
2.5.2 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況 27
2.5.3 全球一張圖應(yīng)用成果 29
參考文獻(xiàn) 33
第3章 星載SAR影像幾何定標(biāo) 34
3.1 距離-多普勒模型 34
3.2 星載SAR影像幾何定位誤差分析 35
3.2.1 SAR載荷引入的誤差 36
3.2.2 衛(wèi)星平臺(tái)引入的誤差 37
3.2.3 觀測(cè)環(huán)境引入的誤差 39
3.2.4 地面處理引入的誤差 40
3.2.5 誤差消除分析 41
3.3 顧及大氣延遲的星載SAR影像高精度幾何定標(biāo) 42
3.3.1 大氣延遲改正 43
3.3.2 角反射器像平面坐標(biāo)提取 44
3.3.3 顧及大氣延遲的幾何定標(biāo)模型 45
3.3.4 多時(shí)序SAR影像聯(lián)合定標(biāo)策略 47
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 47
3.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)介紹 47
3.4.2 GF-3衛(wèi)星幾何定標(biāo)與精度驗(yàn)證 49
參考文獻(xiàn) 54
第4章 星載SAR影像自動(dòng)匹配 56
4.1 星載SAR影像匹配原理 56
4.1.1 基于逐級(jí)匹配的星載SAR影像匹配 56
4.1.2 基于泊松采樣的匹配點(diǎn)優(yōu)選方法 62
4.2 基于并行計(jì)算的星載SAR影像匹配策略 64
4.3 星載SAR影像匹配實(shí)驗(yàn)與分析 66
4.3.1 SAR影像匹配實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 66
4.3.2 全球SAR影像匹配實(shí)驗(yàn) 68
參考文獻(xiàn) 72
第5章 星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差 74
5.1 星載SAR影像通用幾何定位模型 74
5.1.1 RPC模型構(gòu)建 74
5.1.2 RPC模型求解 76
5.2 星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差原理 79
5.2.1 基于RPC模型的星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差 79
5.2.2 基于DEM約束的星載SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差 81
5.2.3 大規(guī)模區(qū)域網(wǎng)平差快速求解策略 85
5.2.4 基于選權(quán)迭代法的粗差剔除策略 89
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 92
5.3.1 全國(guó)GF-3SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差實(shí)驗(yàn) 92
5.3.2 全球GF-3SAR影像區(qū)域網(wǎng)平差實(shí)驗(yàn) 94
參考文獻(xiàn) 96
第6章 星載SAR影像正射糾正與更新 98
6.1 基于RPC模型的星載SAR影像正射糾正 98
6.2 基于疊掩補(bǔ)償?shù)恼溆跋裆?100
6.2.1 疊掩區(qū)域判定 100
6.2.2 疊掩掩膜生成 106
6.2.3 疊掩區(qū)域補(bǔ)償 108
6.3 基于CPU/GPU協(xié)同的快速正射糾正 109
6.3.1 程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化 111
6.3.2 顯存訪問方式優(yōu)化 112
6.3.3 指令吞吐量?jī)?yōu)化 113
6.4 星載SAR正射影像更新 114
6.4.1 控制點(diǎn)自動(dòng)提取 114
6.4.2 基于不規(guī)則三角網(wǎng)的星載SAR正射糾正 114
6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 115
6.5.1 SAR影像單景正射糾正實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 115
6.5.2 基于疊掩補(bǔ)償?shù)男禽dSAR正射糾正實(shí)驗(yàn) 128
6.5.3 全球星載SAR正射影像生成及精度驗(yàn)證 133
參考文獻(xiàn) 136
第7章 星載SAR影像強(qiáng)度一致性處理與鑲嵌 138
7.1 大范圍SAR影像強(qiáng)度一致性處理算法 138
7.1.1 隨機(jī)交叉觀測(cè)SAR影像強(qiáng)度校正 139
7.1.2 多視強(qiáng)度補(bǔ)償 145
7.1.3 利用低分辨率強(qiáng)度基準(zhǔn)底圖對(duì)源影像強(qiáng)度校正 147
7.2 大范圍SAR影像鑲嵌 151
7.2.1 獲取校正后SAR影像有效范圍 152
7.2.2 計(jì)算重疊影像間的平分線 153
7.2.3 生成Voronoi多邊形 155
7.2.4 接縫線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)優(yōu)化 157
7.2.5 基于接縫線網(wǎng)絡(luò)的影像鑲嵌 158
7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 159
7.3.1 全球SAR影像強(qiáng)度一致性校正應(yīng)用分析 159
7.3.2 全球SAR影像自動(dòng)鑲嵌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 162
參考文獻(xiàn) 163
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全球星載SAR正射影像研制原理與方法 節(jié)選
第1章 緒論 1.1 高分辨率星載SAR系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 作為一種主動(dòng)式微波傳感器，合成孔徑雷達(dá)（synthetic aperture radar，SAR）具有不受光照和云雨等氣候條件的限制，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天候?qū)Φ赜^測(cè)的特點(diǎn)，甚至可以透過地表或植被獲取其掩蓋的信息，這些特點(diǎn)使其在災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、資源勘查、農(nóng)作物估產(chǎn)、測(cè)繪等民用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，在軍事領(lǐng)域更具有獨(dú)*的優(yōu)勢(shì)（魏鐘銓，2001）。近年來高分辨率SAR系統(tǒng)的科技進(jìn)步備受地球科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域研究人員的重視，得到了迅速蓬勃的發(fā)展。 美國(guó)國(guó)家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）于1978年6月28日發(fā)射了**顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星Seasat-1（L 波段，HH 極化），首次獲取了大范圍高分辨率海域圖，距離和方位分辨率均為25 m ，引起了遙感領(lǐng)域科技工作者的廣泛關(guān)注 （Evans et al.，2005）。Seasat-1衛(wèi)星的成功發(fā)射激發(fā)了美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)SAR技術(shù)的研究熱情，進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，美國(guó)國(guó)家航空航天局開始大力發(fā)展星載SAR技術(shù)，先后利用航天飛機(jī)將航天飛機(jī)成像雷達(dá)（shuttle imaging radar，SIR）SIR-A（1981年11月）、SIR-B（1984年10月）和SIR-C（1994年4月）送入了太空（Jordan et al.，1995；Cimino et al.，1986；Ford et al.，1982；Elachi et al.，1982；Settle et al.，1982）。其中，SIR-A 顯示出SAR能夠穿透地物表面進(jìn)行探測(cè)（金仲輝，1993；Schaber et al.，1986；McCauley et al.，1986，1982）。但其天線波束指向固定，對(duì)地觀測(cè)的時(shí)效性受到了限制。SIR-B 針對(duì)這一問題進(jìn)行了改進(jìn)，其天線波束指向可以機(jī)械改變，提高了對(duì)目標(biāo)區(qū)域的觀測(cè)時(shí)效性（Cimino et al.，1987；Elachi et al.，1986）。為了改進(jìn)影像質(zhì)量，美國(guó)國(guó)家航空航天局提出需要對(duì)比多種頻率和多種極化的電磁波與地表相互作用的結(jié)果，以確定電磁波的*佳頻率范圍和極化。因此，在SIR-A 和SIR-B 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的SIR-C SAR系統(tǒng)擁有L/C/X 三個(gè)波段，具有全極化能力，其入射角和照射區(qū)域都可在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整（Way，1993）。合成孔徑雷達(dá)不僅能夠廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)等民用領(lǐng)域，而且在軍事應(yīng)用中更具有獨(dú)*優(yōu)勢(shì)。于是美國(guó)將其研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)入軍用雷達(dá)衛(wèi)星的研制，在1988年12月成功發(fā)射了一顆高分辨率SAR衛(wèi)星“長(zhǎng)曲棍球-1（Lacrosse-1）”，此后相繼發(fā)射了多顆“長(zhǎng)曲棍球”（Lacrosse ）系列SAR衛(wèi)星，主要用于軍事偵察，其星載SAR技術(shù)實(shí)力在國(guó)際上處于領(lǐng)先的位置（邵立新，2012）。 20世紀(jì)90年代后，世界范圍內(nèi)星載SAR的發(fā)展都加快了速度（芮本善，1996）。歐盟地區(qū)一直引領(lǐng)民用SAR技術(shù)的發(fā)展，歐洲遙感衛(wèi)星（European Remote Sensing Satellite，ERS）ERS-1、ERS-2、Envisat-1是歐洲太空局分別于1991年、1995年和2002年發(fā)射的地球資源衛(wèi)星，三顆衛(wèi)星上都搭載了C 波段的SAR系統(tǒng)（Louet，1999；D’Elia，1996；Francis，1986）。其中ERS-1和ERS-2上的SAR系統(tǒng)參數(shù)基本一致。ERS-1和ERS-2獲取的數(shù)據(jù)被世界各國(guó)廣泛使用，是性能較好的SAR系統(tǒng)之一，且發(fā)布的數(shù)據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行了系統(tǒng)幾何定標(biāo)（Mohr，2001）。與此同時(shí)，其他國(guó)家也在大力發(fā)展星載SAR技術(shù)，影響力較大的是日本和加拿大。日本地球資源衛(wèi)星（Japanese Earth Resouce Satellite，JERS）JERS-1幾乎與ERS-1同期發(fā)射，除波段不同外，總體性能與ERS-1相似，主要用于國(guó)土測(cè)繪和自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)，其無(wú)控制點(diǎn)定位精度與ERS-1相比要差一個(gè)數(shù)量級(jí)（Shimada，1996）。加拿大的Radarsat-1與ERS-2同一年發(fā)射，與ERS 有很多相同之處，C波段、單極化（HH），并具有多種工作模式（Srivastava，2003）。與其他衛(wèi)星都相應(yīng)搭載了多種傳感器不同的是，Radarsat-1是**顆以SAR系統(tǒng)為主載荷的衛(wèi)星，這也說明星載SAR技術(shù)正越來越受到重視。2000年2月，在SIR-C/X-SAR的基礎(chǔ)上，美國(guó)成功完成了航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪使命（shuttle radar topographymission，SRTM）（Werner，2001），通過干涉的手段制作了覆蓋地球80%以上陸地表面的數(shù)字高程模型（digital elevation model，DEM）。 21世紀(jì)以來，世界各國(guó)都在規(guī)劃和研制星載SAR技術(shù)。星載SAR技術(shù)也呈現(xiàn)出多個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)，例如觀測(cè)模式兼顧分辨率與測(cè)繪帶寬度，SAR載荷具有多種極化方式、多種成像模式等（李春升，2016；鄧云凱，2012）。2006年1月24日，由日本宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)（National Space Development Agency of Japan，NASDA ）和日本資源觀測(cè)系統(tǒng)組織（Japan Resources Observation SystemOrganization，JAROS）聯(lián)合研制的先進(jìn)陸地觀測(cè)衛(wèi)星（advanced land observingsatellite，ALOS）成功發(fā)射，搭乘的相陣型L 波段合成孔徑雷達(dá)（phased array typeL-band synthetic aperture radar，PALSAR）為L(zhǎng) 波段、全極化的傳感器；日本成功將L 波段的高分辨率ALOS PALSAR系統(tǒng)送上太空（Rosenqvist，2007）。2007年，世界范圍內(nèi)共計(jì)有4顆搭載SAR系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)射成功，分別為意大利的COSMO-Skymed-1/2、德國(guó)的TerraSAR-X 和加拿大的Radarsat-2，值得一提的是TerraSAR-X 和COSMO-Skymed 系列，這兩顆衛(wèi)星的*高空間分辨率已接近亞米級(jí)（Thompson，2011；Covello，2010；Mittermayer，2010）。2008年，以色列成功發(fā)射了TecSAR-1 ，其*高分辨率可達(dá)0.7 m，在該系統(tǒng)中提出了一種新的成像模式——鑲嵌（mosaic ）模式，所獲取的影像具有高影像分辨率和寬測(cè)繪帶兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)（Naftaly，2013）。意大利的COSMO-Skymed-3和COSMO-Skymed-4分別于2008年和2010年發(fā)射，與之前發(fā)射的兩顆衛(wèi)星一起組成了SAR衛(wèi)星星座。2010年，德國(guó)成功發(fā)射TanDem-X，TanDem-X 與TerraSAR-X 組網(wǎng)工作，能夠獲取地球表面DEM（杜亞男，2015）。作為Envisat-1的后續(xù)星，歐洲分別于2014年和2016年發(fā)射了Sential-1A 和Sential-1B（Schubert，2017）。2014年，以色列發(fā)射了TecSAR-2 ，分辨率相較于TecSAR-1有所提升，*高空間分辨率達(dá)到0.46 m 。美國(guó)也從2010年開始陸續(xù)發(fā)射了未來成像構(gòu)架（future imagery architecture，F(xiàn)IA）衛(wèi)星，該衛(wèi)星為接替“長(zhǎng)曲棍球”系列衛(wèi)星而設(shè)計(jì)，F(xiàn)IA 衛(wèi)星擁有0.3 m 的超高分辨率（張世永等，2013）。表1.1列出了國(guó)外典型星載SAR系統(tǒng)及其參數(shù)。 表1.1 國(guó)外典型星載SAR系統(tǒng)及其參數(shù) 我國(guó)星載SAR技術(shù)起步較晚，直到1979年，才通過自主研制的SAR系統(tǒng)成功獲得**批SAR影像。隨后我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域加大投入，也取得了很大的進(jìn)步和發(fā)展（鄧云凱等，2012）。2012年發(fā)射的“環(huán)境一號(hào)”C 衛(wèi)星（HJ-1C ）空間分辨率*高可達(dá)5 m，該星幾何定位精度條帶模式為300 m、掃描模式為500 m（張潤(rùn)寧等，2014；王毅，2012）。2016年8月發(fā)射的高分三號(hào)（GF-3）SAR衛(wèi)星具備12種成像模式，工作頻段是C 波段，*高分辨率為1 m，其無(wú)控制點(diǎn)幾何定位精度優(yōu)于50 m（張慶君，2017）。2020年12月中國(guó)首顆商業(yè)SAR衛(wèi)星“海絲一號(hào)”成功發(fā)射，這是一顆輕小型的C 波段SAR衛(wèi)星，實(shí)際重量不超過185 kg，同時(shí)成像分辨率*高可達(dá)1 m，*大幅寬為100 km 。2021年4月，我國(guó)首顆網(wǎng)絡(luò)化智能微波遙感小衛(wèi)星“齊魯一號(hào)”成功發(fā)射，搭載了國(guó)內(nèi)首臺(tái)Ku 波段SAR載荷，主要開展在軌實(shí)時(shí)任務(wù)規(guī)劃、SAR數(shù)據(jù)智能處理及面向終端的智能信息服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。目前，我國(guó)星載SAR技術(shù)發(fā)展日趨成熟，在軌10余顆衛(wèi)星，覆蓋多個(gè)頻段，具有多種成像模式和極化方式，分辨率*高可實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)，未來我國(guó)還將發(fā)展多顆新體制SAR衛(wèi)星（珞珈二號(hào)01星等），繼續(xù)推動(dòng)國(guó)產(chǎn)星載SAR技術(shù)的進(jìn)步。 1.2 國(guó)外典型高分辨率星載SAR衛(wèi)星系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1.2.1 加拿大Radarsat-2 Radarsat-2是由加拿大航天局（Canadian Space Agency，CSA）和麥克唐納？德特威勒聯(lián)合有限公司（MacDonald，Dettwiler and Associates Ltd，MDA）聯(lián)合出資開發(fā)的星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)。Radarsat-2是加拿大繼Radarsat-1之后的新一代商用合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的連續(xù)性，Radarsat-2繼承了Radarsat-1所有的工作模式，并在原有的基礎(chǔ)上增加了多極化成像、3 m 分辨率成像、雙通道（dual-channel ）成像和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)（moving object detection experiment，MODEX）。Radarsat-2與Radarsat-1擁有相同的軌道，但是比Radarsat-1滯后30 min，這是為了獲得兩星干涉數(shù)據(jù)。Radarsat-2的用途是給用戶提供全極化方式的高分辨率星載合成孔徑雷達(dá)影像，在地形測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋和冰川的觀測(cè)等方面都有很高的應(yīng)用價(jià)值。Radarsat-2衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)見表1.2，Radarsat-2衛(wèi)星波束模式特征參數(shù)見表1.3。 表1.2 Radarsat-2衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù) 表1.3 Radarsat-2波束模式特征參數(shù) 1.2.2 德國(guó)TerraSAR-X TerraSAR-X 衛(wèi)星于1997年由德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部、德國(guó)航空航天中心及Astrium Gmbh 公司三家單位合作開始研制，并于2007年6月發(fā)射升空。TerraSAR-X 是一顆新的高分辨率SAR衛(wèi)星，其上搭載的SAR傳感器工作于X 波段，波長(zhǎng)3.2 cm ，多極化、多模式成像。這顆衛(wèi)星外形近似于六角形的棱柱，長(zhǎng)約5.2 m ，直徑約2.3 m ，發(fā)射重量1 t 以上。TerraSAR-X 衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)見表1.4，TerraSAR-X 衛(wèi)星軌道和姿態(tài)參數(shù)見表1.5。 表1.4 TerraSAR-X 衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù) 表1.5 TerraSAR-X 衛(wèi)星軌道和姿態(tài)參數(shù) TerraSAR-X 有多種成像模式，這些成像模式可以采用不同的極化方式：?jiǎn)螛O化、雙極化、全極化。其傳感器成像模式幾何示意圖如圖1.1所示，其中Hs、So、Nt、Sw 分別表示飛行高度、衛(wèi)星軌道、近地航向和距離向掃描寬度，入射角范圍為[θ1，θ2]。 圖1.1 傳感器成像模式幾何示意圖
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