文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › SAR合成孔径雷达卫星数据

SAR合成孔径雷达卫星数据

SAR合成孔径雷达卫星数据
SAR合成孔径雷达卫星数据

常见的资源卫星影像数据区别

一.遥感数据基础知识: 太阳辐射经过大气层到达地面,一部分与地面发生作用后反射,再次经过大气层,到达传感器。传感器将这部分能量记录下来,传回地面,即为遥感数据。目前用于遥感的电磁波段有紫外线、可见光、红外线和微波。航空与航天飞行器运行快、周期短,可获得多时相数据。以美国陆地卫星5号(Landsat 5 )为例,Landsat 5每天环绕地球14.5圈,覆盖地球一遍所需时间仅16天,而气象卫星的周期更短(1天或半天)。由于探测距离远,传感器所获得的地面影像覆盖的空间范围较大。它距离地表的高度是705.3 km,对地球表面的扫描宽度是185 km,一幅TM 图像可以全部覆盖我国海南岛大小的面积。不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据,均具有可比性. (1)遥感平台 遥感平台是装载传感器的运载工具,按高度分为: 地面平台:为航空和航天遥感作校准和辅助工作。 航空平台:80 km以下的平台,包括飞机和气球。 航天平台:80 km以上的平台,包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机。 人造地球卫星的类型: 低高度、短寿命卫星:150~350 km,用于军事。 中高度、长寿命卫星:350~1800 km,地球资源。 高高度、长寿命卫星:约3600 km,通信和气象。 (2)遥感数据类型 按平台分 地面遥感、航空遥感、航天遥感数据。

按电磁波段分 可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据等。 按传感器的工作方式分 主动遥感、被动遥感数据。 (3)遥感数据获取原理; (4)传感器 a.传感器定义:传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。它的性能决定遥感的能力,即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。 b.传感器的分类 按工作方式分为: 主动方式传感器:侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。 被动方式传感器:航空摄影机、多光谱扫描仪(MSS)、TM、ETM(1,2)、HRV、红外扫描仪等。 c.传感器的组成

合成孔径雷达概述(SAR)

合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR(POLINSAR) (16) 4.4合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar) (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)

GPS测量与数据处理

GPS测量与数据处理自学指导及参考习题 第一部分 内容提要:本部分主要教授全球定位系统的产生、发展及前景和GPS的应用。与GPS的产生背景有关部分,重点介绍第一代卫星导航定位系统——子午卫星系统的原理及其局限性。与GPS应用有关的部分,重点介绍GPS在军事、交通运输、及测量等领域中的应用。 习题: 1、举例说明GPS在测量领域中的应用。 答:(1)用GPS建立和维持全球性的参考框架; (2)建立各级国家平面控制网; (3)布设城市控制网、工程测量控制网,进行各种工程测量; (4)在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用。(《GPS测量与数据处理》,P7) 2、“Transit系统是一个连续、独立的卫星导航系统”这种说法正确吗,为什么? 答:这种说法不正确。子午卫星系统(Transit)中没有采用频分、码分、时分等多路接收技术。接收机在某一时刻只能接收一个卫星信号,这就意味着子午卫星星座中所含的卫星数不能太多。为防止在高纬度地区的视场中同时出现两颗子午卫星从而造成信号相互干扰的可能性,子午卫星星座中的卫星一般不超过6颗,从而使中低纬度地区两次卫星通过的平均间隔达1.5h 左右。由于各卫星轨道面进动的大小和方向不一,最终造成各轨道面之间的间隔疏密不一。相邻轨道面过密时会导致两颗卫星同时进入用户视场,造成信号相互干扰,此时控制中心不得不暂时关闭一颗卫星使其停止工作。轨道面过疏时用户的等待时间有可能长达8~10h。导航定位的不连续性使子午卫星系统无法称为一种独立的导航定位系统,而只能成为一种辅助系统。(《GPS测量与数据处理》,P3) 3、名词解释:多普勒计数 答:若接收机产生一个频率为的本振信号,并与接收到的频率为的卫星信号混频,然 后将差频信号()在时间段[,]间进行积分,则积分值,称为多普勒计数。 第二部分

卫星测高技术及其应用

卫星测高技术及应用课程回顾 ●卫星测高技术发展及应用概述 (2) 1卫星测高任务概况 (2) 2、卫星测高任务中搭载辐射计的主要目的 (2) 3、双频雷达高度计 (2) 4、卫星测高任务中使用的主要 (2) 5、一般卫星测高任务中需要搭载哪些基本仪器设备,各主要目的是什么? (2) 6、传统的指向星下点的雷达高度计的主要不足?可能存在哪些技术改进? (3) 7、GNSS测高的工作方式?优缺点? (3) 8、Ka波段测高优缺点? (3) 9、卫星测高技术应用概况 (3) 10、基本概念 (3) ●卫星雷达高度计观测基本原理 (3) 1、卫星测高的基本原理 (3) 2、卫星测高两种基本方式的特点 (3) 3、当前测高任务主要使用哪些频段,各频段有何有点和不足? (4) 4、高度计测风基本原理 (4) 5、有哪些主要遥感方式进行海面风速观测 (4) 6、卫星雷达高度计的观测信息包括哪些?精度如何? (4) ●卫星高度计观测误差 (5) 2、基本概念: (5) 3、影响测高卫星轨道误差的主要因素? (5) ●卫星测高波形理论与处理方法 (5) 1、测高回波形成原理与过程 (5) 2、布朗模型的基本假设 (5) 3、测高波形模型公式的基本意义? (6) 4、图形的几何物理意义 (6) ●卫星测高数据处理 (6) 1、卫星测高数据有哪些基本等级? (6) 2、地球物理产品有哪些分类和特点? (6) 3、测高数据编辑的目的? (6) 4、为什么进行多测高数据处理时要进行基准统一? (6) 5、共线法的基本思想是什么? (6) 6、交叉点平差的主要目的? (7) 7、交叉点计算的主要步骤? (7) ●卫星测高反演海洋重力场理论 (7) 1、斯托克斯公式:由已知的重力异常Δg计算大地水准面高N (7) 2、逆斯托克斯公式:由已知的大地水准面N计算重力异常Δg (7) 3、测高剖面计算垂线偏差 (7) 4、Molodensky公式计算高程异常:垂线偏差计算大地水准面 (7) 6、卫星测高数据计算海洋大地水准面的主要步骤? (7) ●卫星测高技术的其它应用 (7)

合成孔径雷达(SAR)

合成孔径雷达(SAR) 合成孔径雷达(SAR)数据拥有独特的技术魅力和优势,渐成为国际上的研究热点之一,其应用领域越来越广泛。SAR数据可以全天候对研究区域进行量测、分析以及获取目标信息。高级雷达图像处理工具SARscape,能让您轻松将原始SAR数据进行处理和分析,输出SAR 图像产品、数字高程模型(DEM)和地表形变图等信息,应用永久散射体PS、短基线处理SBAS等方法快速准确地获取大范围形变信息,并可以将提取的信息与光学遥感数据、地理信息集成在一起,全面提升SAR数据应用价值。 基本概念 合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达,也称综合孔径雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高,能全天候工作,能有效地识别伪装和穿透掩盖物。所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨力。 分类 合成孔径雷达可分为聚焦型和非聚焦型两类。用在飞机上或空间飞行器上可有几种不同的工作模式,最常见的是正侧视模式,称为合成孔径侧视雷达;此外还有斜视模式、多普勒波束锐化模式和定点照射模式等。如果雷达保持相对静止,使目标运动成像,则成为逆合成孔径雷达,也称距离-多普勒成像系统。合成孔径雷达在军事侦察、测

绘、火控、制导,以及环境遥感和资源勘探等方面有广泛用途。 发展概况 合成孔径的概念始于50年代初期。当时,美国有些科学家想突破经典分辨力的限制,提出了一些新的设想:利用目标与雷达的相对运动所产生的多普勒频移现象来提高分辨力;用线阵天线概念证明运动着的小天线可获得高分辨力。50年代末,美国研制成第一批可供军事侦察用的机载高分辨力合成孔径雷达。60年代中期,随着遥感技术的发展,军用合成孔径雷达技术推广到民用方面,成为环境遥感的有力工具。70年代后期,卫星载合成孔径雷达和数字成像技术取得进展。美国于1978年发射的“海洋卫星”A号和80年代初发射的航天飞机都试验了合成孔径雷达的效果,证明了雷达图像的优越性。空中SAR概况 1. 1951年, Carl Wiley 首次提出利用频率分析方法改善雷达的角分辨率. 2. 1953年, 伊利诺依大学采用非聚焦方法使角度分辨率由4.13度提高到0.4度,并获得第一张SAR图像. 3. 1957年, 密西根大学采用光学处理方式, 获得了第一张全聚焦SAR图像. 4. 1978年, 美国发射了第一颗星载Seasat-1. 5. 1991年, 欧洲空间局发射了ERS-1. 6. 1995年, 加拿大发射了Radarsat-1.

(完整版)卫星图像处理流程

卫星图像处理流程 一.图像预处理 1.降噪处理 由于传感器的因素,一些获取的遥感图像中,会出现周期性的噪声,我们必须对其进行消除或减弱方可使用。 (1)除周期性噪声和尖锐性噪声 周期性噪声一般重叠在原图像上,成为周期性的干涉图形,具有不同的幅度、频率、和相位。它形成一系列的尖峰或者亮斑,代表在某些空间频率位置最为突出。一般可以用带通或者槽形滤波的方法来消除。 消除尖峰噪声,特别是与扫描方向不平行的,一般用傅立叶变换进行滤波处理的方法比较方便。 图1 消除噪声前

图2 消除噪声后 (2)除坏线和条带 去除遥感图像中的坏线。遥感图像中通常会出现与扫描方向平行的条带,还有一些与辐射信号无关的条带噪声,一般称为坏线。一般采用傅里叶变换和低通滤波进行消除或减弱。 图3 去条纹前

图4 去条纹后 图5 去条带前

图6 去条带后 2.薄云处理 由于天气原因,对于有些遥感图形中出现的薄云可以进行减弱处理。 3.阴影处理 由于太阳高度角的原因,有些图像会出现山体阴影,可以采用比值法对其进行消除。二.几何纠正 通常我们获取的遥感影像一般都是Level2级产品,为使其定位准确,我们在使用遥感图像前,必须对其进行几何精纠正,在地形起伏较大地区,还必须对其进行正射纠正。特殊情况下还须对遥感图像进行大气纠正,此处不做阐述。 1.图像配准 为同一地区的两种数据源能在同一个地理坐标系中进行叠加显示和数学运算,必须先将其中一种数据源的地理坐标配准到另一种数据源的地理坐标上,这个过程叫做配准。(1)影像对栅格图像的配准 将一幅遥感影像配准到相同地区另一幅影像或栅格地图中,使其在空间位置能重合叠加显示。

合成孔径雷达点目标仿真MATLAB程序

合成孔径雷达成像系统点目标仿真 源程序: clc close all C=3e8; %光速 Fc=1e9; %载波频率 lambda=C/Fc; %波长 %成像区域 Xmin=0; Xmax=50; Yc=10000; Y0=500; %SAR基本参数 V=100; %雷达平台速度 H=0; %雷达平台高度 R0=sqrt(Yc^2+H^2); D=4; %天线孔径长度 Lsar=lambda*R0/D; %合成孔径长度 Tsar=Lsar/V; %合成孔径时间 Ka=-2*V^2/lambda/R0;%线性调频率 Ba=abs(Ka*Tsar); PRF=2*Ba; %脉冲重复频率 PRT=1/PRF; ds=PRT; %脉冲重复周期 Nslow=ceil((Xmax-Xmin+Lsar)/V/ds);%脉冲数 Nslow=2^nextpow2(Nslow); %量化为2的指数 sn=linspace((Xmin-Lsar/2)/V,(Xmax+Lsar/2)/V,Nslow); %创建时间向量PRT=(Xmax-Xmin+Lsar)/V/Nslow; %更新 PRF=1/PRT; % 更新脉冲重复频率 fa=linspace(-0.5*PRF,0.5*PRF,Nslow); Tr=5e-6; %脉冲宽度 Br=30e6; %调频信号带宽 Kr=Br/Tr; %调频率 Fsr=2*Br; %快时间域取样频率 dt=1/Fsr; %快时间域取样间隔

Rmin=sqrt((Yc-Y0)^2+H^2); Rmax=sqrt((Yc+Y0)^2+H^2+(Lsar/2)^2); Nfast=ceil(2*(Rmax-Rmin)/C/dt+Tr/dt); Nfast=2^nextpow2(Nfast); tm=linspace(2*Rmin/C,2*Rmax/C+Tr,Nfast); dt=(2*Rmax/C+Tr-2*Rmin/C)/Nfast; %更新 Fsr=1/dt; fr=linspace(-0.5*Fsr,0.5*Fsr,Nfast); DY=C/2/Br; %距离分辨率 DX=D/2; %方位分辨率 Ntarget=3; %目标数目 Ptarget=[Xmin,Yc,1 %目标位置 Xmin,Yc+10*DY,1 Xmin+20*DX,Yc+50*DY,1]; K=Ntarget; %目标数目 N=Nslow; %慢时间采样数 M=Nfast; %快时间采样数 T=Ptarget; %目标位置 %合成孔径回波仿真 Srnm=zeros(N,M); for k=1:1:K sigma=T(k,3); Dslow=sn*V-T(k,1); R=sqrt(Dslow.^2+T(k,2)^2+H^2); tau=2*R/C; Dfast=ones(N,1)*tm-tau'*ones(1,M); phase=pi*Kr*Dfast.^2-(4*pi/lambda)*(R'*ones(1,M)); Srnm=Srnm+sigma*exp(j*phase).*(0

遥感卫星影像预处理做哪些

北京揽宇方圆信息技术有限公司热线:4006019091 遥感影像数据预处理 影像融合不同传感器的数据具有不同的时间、空间和光谱分辨率以及不同的极 化方式。单一传感器获取的影像信息量有限,往往难以满足应用需要, 通过影像融合可以从不同的遥感影像中获得更多的有用信息,补充单一 传感器的不足。全色图影像一般具有较高空间分辨率,多光谱影像光谱 信息较丰富。为提高多光谱影像的空间分辨率,可以将全色影像融合进 多光谱图像,通过融合既提高多光谱影像空间分辨率,又保留其多光谱 特性。对卫星数据的全色及多光谱波段进行融合。包括选取最佳波段, 从多种分辨率融合方法中选取最佳方法进行全色波段和多光谱波段融 合,使得图像既有高的空间分辨率和纹理特性,又有丰富的光谱信息, 从而达到影像地图信息丰富、视觉效果好、质量高的目的。 影像匀色相邻的遥感图像,由于成像日期、季节、天气、环境等因素可能有差异, 不仅存在几何畸变问题,而且还存在辐射水平差异导致同名地物在相 邻图像上的色彩亮度值不一致。如不进行色调调整就把这种图像镶嵌起 来,即使几何配准的精度很高,重叠区复合得很好,但镶嵌后两边的影 像色调差异明显,接缝线十分突出,既不美观,也影响对地物影像与专 业信息的分析与识别,降低应用效果。要求镶嵌完的数据色调基本无差 异,美观。遥感影像匀色后保证影像整体色彩一致性。 影像镶嵌将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图像,通 过镶嵌处理,可以获得更大范围的地面图像。参与镶嵌的图像可以是不 同时间同一传感器获取的,也可以是不同时间不同传感器获取的图像, 但同时要求镶嵌的图像之间要有一定的重叠度。 影像去云雾影像数据常常有云雾覆盖,针对有云雾覆盖的影像,可以通过后期技术 处理去除薄云雾,达到影像最佳效果。 影像纠正依据控制点,利用相应软件模块对数据进行几何精校正,这一步骤包括 利用地面控制点(GCPs)找出实际地形,计算配准中控制点的误差,利 用DEM消除地形起伏引起的位移,然后对图像进行重采样等。形成符合 某种地图投影或图形表达要求的新影像。 即插即用无使用门槛,可与各类GIS软件系统无缝衔接 第 1 页

合成孔径雷达概述

合成孔径雷达概述 蔡 Beautyhappy521@https://www.wendangku.net/doc/7c2170575.html, 二OO八年三月二十三

1合成孔径雷达简介 (3) 1.1 合成孔径雷达的概念 (3) 1.2 合成孔径雷达的分类 (4) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (5) 2合成孔径雷达的发展历史 (6) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (6) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (7) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (10) 2.2 我国的发展概况 (12) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (12) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (13) 2.2.2.1 电子科技大学 (13) 2.2.2.2 中科院电子所 (13) 2.2.2.3 国防科技大学 (14) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (14) 3 合成孔径雷达的应用 (14) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (15) 4.1 多参数SAR系统 (16) 4.2 聚束SAR (16) 4.3极化干涉SAR(POLINSAR) (17) 4.4合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar) (17) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (18) 4.6 性能技术指标不断提高 (18) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (19) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (19) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (19) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (20) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (20) 5 与SAR相关技术的研究动态 (21) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (21) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (21) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (23) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (26) 5.5 SAR图像变化检测方法 (28) 5.6 干涉合成孔径雷达 (32) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (34) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (36) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (38) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (39) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (39)

卫星测高原理及应用领域

卫星测高原理及应用领域 20 世纪80 年代以来, 随着计算机技术和空间技术的高速发展, 地球科学在宏观和微观的研究上进入了一个迅速发展和深入探索的时期。在此期间, 地球科学各分支学科出现了大量新的学科生长点, 提出了许多新学科、新概念、新技术。卫星测高学就是在这种形势下随着卫星遥感遥测技术的应用而发展起来的新型边缘学科, 它利用卫星上装载的微波雷达测 高仪, 辐射计和合成孔径雷达等仪器, 实时测量卫星到海面的距离、有效波高和后向散射系数, 并通过数据处理和分析, 来研究大地测量学、地球物理学和海洋学方面的问题。 卫星测高技术的发展至今虽然只有二十多年的历史,但大量的研究结果表明, 卫星测高在研究海洋大地水准面和重力异常方面, 在研究地球物理和海洋参数方面, 都显示出了巨大的潜力。卫星测高作为一项高科技测量技术,它以人造卫星作为测量仪器的载体, 借助着空间技术、电子技术、光电技术和微波技术等高新技术的发展, 在空间大地测量领域产生了一场深刻的变革。正如国际上著名的大地测量学家莫里兹教授1993 年所指出的那样:“同GPS 一样, 卫星测高也在空间大地测量学领域掀起了一场革命。”(Moritz, 1993) 。 一卫星测高原理 卫星测高仪是一种星载的微波雷达。测高仪的发射装置通过天线以一定的脉冲重复频率向地球表面发射调制后的压缩脉冲, 经海面反射后, 由接收机接收返回的脉冲, 并测量发射脉冲的时刻与接收脉冲的时刻的时间差。根据此时间差及返回的波形, 便可以测量出卫星到海面的距离。 二卫星测高的应用领域 卫星测高数据的应用随着卫星定轨精度和测高仪观测精度的提高以及数据处理方法的改进, 其应用范围越来越大, 社会效益及经济效益越来越明显。发射测高卫星之初的目的比较单一, 就是试图从空中采用遥测的方法确定海面形状, 以期研究大洋环流和其它海洋学参数。之后,由于测高数据的精度大大提高了, 卫星测高在地球物理学领域和大地测量学领域也得 到了空前应用。比如研究海洋大地水准面、海洋范围的重力异常、洋面波高、洋面风场等等, 此外, 卫星测高还被广泛用于研究海潮振幅的分布模式、探测南极大陆周围海冰的位置及格

遥感数据预处理

遥感讲座——遥感影像预处理 据预处理是遥感应用的第一步,也是非常重要的一步。目前的技术也非常成熟,大多数的商业化软件都具备这方面的功能。预处理的大致流程在各个行业中有点差异,而且注重点也各有不同。下面是预处理中比较常见的流程。 1、数据预处理一般流程 数据预处理的过程包括几何精校正、配准、图像镶嵌与裁剪、去云及阴影处理和光谱归一化几个环节,具体流程图如图所示。 各个行业应用会有所不同,比如在精细农业方面,在大气校正方面要求会高点,因为它需要反演;在测绘方面,对几何校正的精度要求会很高。 2、数据预处理的各个流程介绍 (一)几何精校正与影像配准 引起影像几何变形一般分为两大类:系统性和非系统性。系统性一般有传感器本身引起的,有规律可循和可预测性,可以用传感器模型来校正;非系统性几何变形是不规律的,它可以是传感器平台本身的高度、姿态等不稳定,也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等。 在做几何校正前,先要知道几个概念: 地理编码:把图像矫正到一种统一标准的坐标系。 地理参照:借助一组控制点,对一幅图像进行地理坐标的校正。 图像配准:同一区域里一幅图像(基准图像)对另一幅图像校准

影像几何精校正,一般步骤如下, (1)GCP(地面控制点)的选取 这是几何校正中最重要的一步。可以从地形图(DRG)为参考进行控制选点,也可以野外GPS测量获得,或者从校正好的影像中获取。选取得控制点有以下特征: 1、GCP在图像上有明显的、清晰的点位标志,如道路交叉点、河流交叉点等; 2、地面控制点上的地物不随时间而变化。 GCP均匀分布在整幅影像内,且要有一定的数量保证,不同纠正模型对控制点个数的需求不相同。卫星提供的辅助数据可建立严密的物理模型,该模型只需9个控制点即可;对于有理多项式模型,一般每景要求不少于30个控制点,困难地区适当增加点位;几何多项式模型将根据地形情况确定,它要求控制点个数多于上述几种模型,通常每景要求在30-50个左右,尤其对于山区应适当增加控制点。 (2)建立几何校正模型 地面点确定之后,要在图像与图像或地图上分别读出各个控制点在图像上的像元坐标(x,y)及其参考图像或地图上的坐标(X,Y),这叫需要选择一个合理的坐标变换函数式(即数据校正模型),然后用公式计算每个地面控制点的均方根误差(RMS)根据公式计算出每个控制点几何校正的精度,计算出累积的总体均方差误差,也叫残余误差,一般控制在一个像元之内,即RMS<1。 (3)图像重采样 重新定位后的像元在原图像中分布是不均匀的,即输出图像像元点在输入图像中的行列号不是或不全是正数关系。因此需要根据输出图像上的各像元在输入图像中的位置,对原始图像按一定规则重新采样,进行亮度值的插值计算,建立新的图像矩阵。常用的内插方法包括: 1、最邻近法是将最邻近的像元值赋予新像元。该方法的优点是输出图像仍然保持原来的像元值,简单,处理速度快。但这种方法最大可产生半个像元的位置偏移,可能造成输出图像中某些地物的不连贯。 2、双线性内插法是使用邻近4个点的像元值,按照其距内插点的距离赋予不同的权重,进行线性内插。该方法具有平均化的滤波效果,边缘受到平滑作用,而产生一个比较连贯的输出图像,其缺点是破坏了原来的像元值。 3、三次卷积内插法较为复杂,它使用内插点周围的16个像元值,用三次卷积函数进行内插。这种方法对边缘有所增强,并具有均衡化和清晰化的效果,当它仍然破坏了原来的像元值,且计算量大。 一般认为最邻近法有利于保持原始图像中的灰级,但对图像中的几何结构损坏较大。后两种方法虽然对像元值有所近似,但也在很大程度上保留图像原有的几何结构,如道路网、水系、地物边界等。

合成孔径雷达

合成孔径雷达(SAR) 合成孔径雷达产生的过程 为了形成一幅真实的图像增加两个关键参数:分辨率、识别能力。 合成孔径打开了无限分辨能力的道路 相干成像特性:以幅度和相位的形式收集信号的能力 相干成像的特性可以用来进行孔径合成 民用卫星接收系统SEASA T、SIR-A、SIR-B 美国军用卫星(LACROSSE) 欧洲民用卫星(ERS系列) 合成孔径雷达(SAR)是利用雷达与目标的相对运动将较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大孔径的等效天线孔径的雷达。 特点:全天候、全天时、远距离、和高分辨率成像并且可以在不同频段不同极化下得到目标的高分辨率图像 SAR高分辨率成像的距离高分辨率和方位高分辨率 距离分辨率取决于信号带宽 方位高分辨率取决于载机与固定目标相对运动时产生的具有线性调频性质的多普勒信号带宽 相干斑噪声 机载合成孔径雷达是合成孔径雷达的一种 极化:当一个平面将空间划分为各向同性和半无限的两个均匀介质,我们就可以定义一个电磁波的入射平面,用波矢量K来表征:该平面包含矢量K以及划分这两种介质的平面法线垂直极化(V):无线电波的振动方向是垂直方向与水平极化(H):无线电波的振动方向是水平方向 TE波:电场E与入射面垂直

TH波:电场E属于入射平面 合成孔径雷达的应用 军事上、地质和矿物资源勘探、地形测绘和制图学、海洋应用、水资源、农业和林业 合成孔径雷达在军事领域的应用:战略应用、战术应用、特种应用。 SAR系统的几个发展趋势:多波段、多极化、多视角、多模式、多平台、高分辨率成像、实时成像。 SAR图像相干斑抑制的研究现状 分类:成像时进行多视处理、成像后进行滤波 多视处理就是对同一目标生成多幅独立的像,然后进行平均。 这是最早提出的相干斑噪声去除的方法,这种技术以牺牲空间分辨率为代价来获取对斑点的抑制 成像后的滤波技术成为SAR图像相干噪声抑制技术发展的主流 均值滤波、中值滤波、维纳滤波用来滤去相干斑噪声,这种滤波方法能够在一定程度上减小相干斑噪声的方差 合成孔径雷达理论概述 合成孔径雷达是一种高分辨率成像雷达,高分辨率包含两个方面的含义:方位向的高分辨率和距离向高分辨率。它通过采用合成孔径原理提高雷达的方位分辨率,并依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率 由于SAR雷达发射信号(距离向信号)和合成孔径信号(方位信号)均具有线性调频性质,SAR成像的实质就是通过匹配滤波器对距离向和方位向具有线性调频信号的信号进行二维脉冲压缩的过程,也就是依靠脉冲压缩技术提高距离分辨率,通过合成孔径原理提高雷达的方位分辨率的过程 SAR成像处理是先利用距离向匹配滤波器,进行距离脉压,实现距离向高分辨率后,再通过方位向德匹配滤波,最终得到原始目标的高分辨图像。

真实和合成孔径雷达

Real and Synthetic Aperture Radar
Real Aperture Radar (RAR) flight direction
azimuth Synthetic Aperture Radar (SAR) flight direction
azimuth
1

Spatial Resolution (1)
2

距离分辨率 与真实孔径雷达距离向分辨率相同。但由于真实孔径 机载雷达一般用短脉冲来实现距离向分辨率,而合成孔 径雷达通常用带宽(脉冲频率的变化范围)为B的线性调 频脉冲来实现作用距离向的良好分辨率。
δr =
1 c cτ = 2 2B
Spatial Resolution (2)
For Real Aperture Radar (Side-looking Radar)
razimuth ?
λR
l cτ 2 sin θ
rground ? range =
For Synthetic Aperture Radar (SAR)
razimuth ?
l 2 c 2 B sin θ
rground ?range =
3

Rr =
τc
2 cos γ
=
ground Range resolution
pulse length × speed of light 2 cos ( depression angle )
Range Resolution (2)
4

GNSS测量与数据处理试题

一、判断题 1、GPS 接收机的几何中心与相位中心重合,数据处理过程中不需要做任何改正。 答案:错 2、我国自主研制的北斗定位系统目前已具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力。 答案:对 3、注入站的主要任务是在主控站的控制下,将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和其它控制指令等,注入到相应卫星的存储系统。 答案:对 4、地球自转不是均匀的,存在着多种短周期变化和长期变化。 答案:对 5、1954 年北京坐标系是地心坐标系。 答案:错 6、地面上同一个点在 CGCS2000 及 WGS84 坐标系中的坐标存在较大差异,在一般工程测量工作中必须加以区分。 答案:错 7、经高斯投影后,中央子午线是直线,且不存在投影长度变形 答案:对; 8、高斯投影存在长度投影变形,距离中央子午线越近,变形越大。 答案:错; 9、为了控制投影变形,高斯投影必须分带。我国规定按经差 6 度和 3 度进行分带。 答案:对 10、GPS 系统中以原子时作为时间基准 答案:对 11、电离层对 GPS 信号有延迟作用,其大小与信号的频率有关。 答案:对 12、对流层对 GPS 信号有延迟作用,其大小与信号的频率有关。 答案:错 13、GPS 系统所使用的测距码,如 C/A 码等,是伪随机噪声码。

14、GPS 系统使用精码(P 码)和粗码(C/A 码)两种测距码。由于精码的码元宽度较宽,所以测距精度较好,粗码的码元宽度较窄,测距精度较差。 答案:错 15、GPS 卫星上搭载的原子钟精度很高且稳定度好,对工程测量应用而言,不需要对GPS 卫星原子钟的时间进行改正。 答案:错 16、GPS 系统是通过测量 GPS 接收机至 GPS 卫星之间的角度,然后通过空间后方交会进行定位的。 答案:错 17、在进行 GPS 网平差计算时,从测绘局等国家权威机构购买的 1954 年北京坐标系控制点资料可不加筛选地作为 GPS 网的已知起算数据使用。 答案:错 18、北斗系统已具备覆盖全球的导航定位能力。 答案:错 19、北斗系统计划于 2020 年具备覆盖全球的导航定位能力。 答案:对 20、伽利略系统是由欧洲军方负责开发的一套全球卫星导航系统。 答案:错 21、伽利略系统已具备覆盖全球的导航定位能力。 答案:错 22、GLONASS 卫星轨道面的倾角大于 GPS 卫星轨道面的倾角,这样更有利于位于高纬度地区的卫星覆盖程度和导航定位精度的提高。 答案:对 23、GNSS 系统可直接测量水准高程 答案:错 24、相对定位测量得到的基本观测量为站间的基线向量 答案:对 25、目前,在世界上绝大部分地区、任意时刻均可观测到 4 颗或者更多的 GPS 卫星,并进行有效定位。

遥感卫星影像数据处理

北京揽宇方圆信息技术有限公司 遥感卫星影像数据处理 北京揽宇方圆遥感影像处理是对数字影像数据进行一系列工序处理后得到的,包括倾斜和投影差改正、影像镶嵌、图幅切割、图廓整饰等。卫星影像产品同时具有地形图特征和影像特征,信息较为丰富,可作为GIS的数据应用到各个领域。卫星影像在北京揽宇方圆定购一般是原始影像数据,购买回来以后是需要进行一定技术处理后才能使用的。最常见的技术处理内容包括:几何校正(使影像带上正确的地理坐标信息)、融合(把分辨率较高的黑白影像与分辨率较低的彩色影像融合在一起,变成分辨率较高的彩色影像)、镶嵌(将多幅影像拼接在一起)、调色(将影像的色彩效果调节到客户满意程度)、裁剪(按自由分幅或是按标准分幅生成更小的单幅影像)等等。以上这些专业技术处理需要专门的技术人员才能完成。北京揽宇方圆的技术处理团队有国家大型项目经验,相关硬件设备软件设备一流,所有数据处理符合国标要求。 北京揽宇建议:如果您自己不处理影像,可以放心的把您手头的影像数据放心交给我们处理吧!我们有专业的技术人员和相应的软、硬件设备,为您提供专业的服务。 三、卫星国籍

(1)美国:worldview1、worldview2、worldview3、quickbird、geoeye、ikonos、landsat5(tm)、landsat(etm)、锁眼卫星、planet卫星 (2)法国:pleiades、spot1、spot2、spot3、spot4、spot5、spot6 (3)中国:资源三号、高分一号、高分二号、高景卫星 (4)德国:terrasar-x、rapideye (5)加拿大:radarsat-2 北京揽宇方圆信息技术有限公司

国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状与趋势分析

国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状 与趋势分析 Email:beautyhappy521@https://www.wendangku.net/doc/7c2170575.html, 0 引言 未来战场状况瞬息万变,实时掌握正确的情报信息是取得战争主动权的重要因素,对敌照相侦察是进行情报收集的有效手段。然而利用各种天然环境与人为工事、配合黑夜与恶劣气候条件、隐蔽及掩护部队(武器)行踪可使得传统光学影像无能为力,这也给雷达影像以发展契机。 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。它是二十世纪高新科技的产物,是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法,以真实的小孔径天线获得距离向和方位向高分辨率遥感成像的雷达系统,在成像雷达中占有绝对重要的地位。近年来由于超大规模数字集成电路的发展、高速数字芯片的出现以及先进的数字信号处理算法的发展,使SAR具备全天候、全天时工作和实时处理信号的能力,并已经成为现代战争军事情报侦察的重要工具[1]。了解与研究国外SAR侦察卫星的发展现状及趋势,无论是对我国开发新的SAR卫星系统还是研究反SAR侦察技术都具有重要的现实意义。 1国外SAR侦察卫星的发展现状 1.1 美国的Lacrosse卫星 “长曲棍球”(Lacrosse)卫星是美国的军用雷达成像侦察卫星。它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动,监视机动或弹道导弹的动向,还能发现伪装的武器和识别假目标,甚至能穿透干燥的地表,发现藏在地下数米深处的设施。美国已经发射了Lacrosse-1(1988年12月)、Lacrosse-2(1991年3月)、Lacrosse-3(1997年10月)、Lacrosse-4(2000年8月)、Lacrosse-5(2005年4月),其中Lacrosse-1已经退役,并正在研制Lacrosse-6,分辨率从最初的1 m提高到0.3 m。“长曲棍球”卫星已成为美国卫星侦察情报的主要来源,美国军方计划再订购6台“长曲棍球”卫星上的SAR,每台SAR的价格约5亿美元[2]。 1.2 美国的Discover II卫星

高分二号卫星影像数据处理技术方案

1技术路线整体技术流程图 数据查询数据获取 数据预处理 质量检查整理提交原始数据正射校正 平面控制高程数据 辐射校正辐射定标 大气校正 配准融合整体镶嵌 范围裁切

2数据获取与准备方案 2.1影像数据 本项目所用遥感影像数据为高分二号遥感卫星数据。 高分二号卫星是我国自主研制的首颗空间分辨优于1米的民用光学遥感卫星,搭载有两台高分辨率0.8米全色、3.2米多光谱相机,具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力等特点,有效地提升了卫星综合观测效能,达到了国际先进水平。高分二号卫星于8月19日成功发射,8月21日首次开机成像并下传数据。这是我国目前分辨率最高的民用陆地观测卫星,星下点空间分辨率可达0.8米,标志着我国遥感卫星进入了亚米级“高分时代”。主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部和国家林业局等部门,同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。 高分二号卫星轨道和姿态控制参数 参数指标 轨道类型太阳同步回归轨道 轨道高度631km(标称值) 倾角97.9080° 降交点地方时10:30AM 侧摆能力(滚动)±35°,机动35°的时间≦180s 高分二号有效载荷技术指标 参数0.8m分辨率全色/3.2m分辨率多光谱相机 光谱范围 全色0.45~0.90μm 多光谱 0.45~0.52μm 0.52~0.59μm 0.63~0.69μm 0.77~0.89μm 空间分辨率 全色0.8m 多光谱 3.2m 幅宽45km(2台相机组合)

重访周期(侧摆时)5天覆盖周期(不侧摆)69天 高分二号样图 2.2基础数据 本项目所需要的基础数据资料如下表所示。 基础数据资料表基础数据 覆盖范围数据时间数据格式坐标系比例尺(分辨率)数字高程模 型(DEM )北京最新栅格WGS8430米ASTERDEM 和90米SRTM DEM 数字正射影 像图DOM 北京 局部2017栅格WGS842米高程数据准备情况 本项目高程数据拟采用可覆盖全国的ASTGTM30米的高程数据。本数据已进行过认真的分析检查和修改,检查修改方法为生成等高线,对各区域的高程值以及不连续、不合理或漏洞区域进行修改,修改后的高程数据可确保正射后数据

遥感实习2卫星数据的预处理流程

数据预处理的一般过程包括几何校正、图像镶嵌与裁剪、辐射定标与大气校正等环节。

图1 数据预处理一般流程 通常我们直接从数据提供商获取未定标的DN 图像,然后定标为辐射亮度图像,对辐射率亮度图像进行大气校正得到地表反射率图像。 一、辐射定标与大气校正 1、辐射定标Radiometric calibration :将记录的原始DN 值转换为大气外层表面反射率(或称为辐射亮度值)。 目的:消除传感器本身的误差,确定传感器入口处的准确辐射值 方法:实验室定标、机上/星上定标、场地定标 不同的传感器,其辐射定标公式不同。L=gain*DN+Bias 在ENVI 中,定标模块:Basic Tools>Preprocessing>Calibration Utilities>模块 2、大气校正Atmospheric correction :将辐射亮度或者表面反射率转换为地表实际反射率 目的:消除大气散射、吸收、反射引起的误差。 分类:统计型和物理型 目前遥感图像的大气校正方法按照校正后的结果可以分为2种: 1) 绝对大气校正方法:将遥感图像的DN(Digital Number)值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。包括:基于辐射传输模型、基于简化辐射传输模型的黑暗像元法、基于统计学模型的反射率反演 2) 相对大气校正方法:校正后得到的图像,相同的DN 值表示相同的地物反射率,其结果不考虑地物的实际反射率。包括:基于统计的不变目标法、直方图匹配法等。 方法的选择问题,一般而言: 1) 如果是精细定量研究,那么选择基于辐射传输模型的大气校正方法。 2) 如果是做动态监测,那么可选择相对大气校正或者较简单的方法。 3) 如果参数缺少,没办法了只能选择较简单的方法了。 在ENVI 中,Basic tools>preprocessing>calibration utilities>FLAASH 二、数字图像镶嵌与裁剪 1、镶嵌 当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时,通常需要将两幅或多幅图像拼接起来形成一幅或一系列覆盖全区的较大的图像。 在进行图像的镶嵌时,需要确定一幅参考影像,参考图像将作为输出镶嵌图像的基准,决定镶嵌图像的对比度匹配、以及输出图像的像元大小和数据类型等。镶嵌得两幅或多幅图像选择相同或相近的成像时间,使得图像的色调保持一致。但接边色调相差太大时,可以利 Digital Numbers Radiance TOA Reflectance Geometric correction Step 1 Step 2 Surface Reflectance Step 3 Step 4 Analysis

合成孔径雷达在军事上的应用分析

本期特约 本文2009208213收到,田锦昌系中国航天科工集团三院三部高级工程师 合成孔径雷达在军事上的应用分析 田锦昌 摘 要 合成孔径雷达(S AR )研制关键技术已取得重大突破,由于S AR 优点突出,各军事强国已在争先研制、装备S AR 。以平台划分,详细分析了机载S AR 、星载S AR 、弹载S AR 在军事上的具体应用情况。 关键词 合成孔径雷达 军事应用 分析引 言 伊拉克战争中,美国利用6颗高分辨率成像侦察卫星,对伊拉克国土进行密切监视,几乎每一个小时就有一颗成像侦察卫星光顾伊拉克的领空。在这6颗成像侦察卫星中,有3颗合成孔径雷达卫星(又称雷达成像卫星),分别是长曲棍球22(La 2cr osse 22)、长曲棍球23(Lacr osse 23)和长曲棍球24(Lacr osse 24)。这3颗S AR 卫星分时、分区域对伊 拉克重点地区进行侦察,为美英联军提供伊拉克军事活动的三维图像。 长曲棍球系列卫星是世界上最早的军用雷达成像侦察卫星,它是美国21世纪初空间雷达成像侦察的主要工具,不仅特别适于跟踪舰船的活动,监视机动式弹道导弹的动向,而且还能发现经伪装的武器装备,甚至能发现藏在地下数米深处的设施。长曲棍球卫星具有多频段、多极化工作能力,空间分辨率优于1m 。 自从1951年美国Good Year 公司的Carl W iley 提出合成孔径概念以后,S AR 技术得到了迅速发展。这主要是合成孔径雷达能克服云、雾、雨、雪和夜暗条件的限制对地面目标成像,可以全天时、全天候、高分辨率、大幅面对地观测,能够在军事 侦察、军事测绘及诸多民用领域发挥重要作用,因 此,自20世纪末以来,S AR 技术的军事应用受到世界各国高度重视,并得到迅速发展。1 S AR 的性能 S AR 是利用雷达对地辐射的后向散射微波来 分辨不同物体的。不同的物体一般具有不同的导电系数,导致不同物体对微波的后向散射系数不同。因此,雷达接收不同物体反射的微波辐射强度不 同。S AR 将孔径合成技术、脉冲压缩技术和信号处理技术相结合,使用孔径较小的天线,在距离向和方位向获得较高的图像分辨率。 S AR 具有很高的距离向和方位向分辨率,方位向分辨率的信号处理技术是S AR 与传统雷达的根本区别之一。利用一个小孔径雷达,采用合成孔径技术,可以在空间合成一个等效的大雷达孔径,从而可以获得高方位向分辨率。S AR 在距离向采用了脉冲压缩技术,同样提高了距离向分辨率。目前,S AR 的空间分辨率可以达到1m 。 S AR 具有很好的目标分辨能力,辐射分辨力达 到2d B ,可以把集结在一块的坦克和运兵车区分 开。S AR 的动态范围很大,达到80dB ,可以区分同一地域中后向散射系数差别很大的物体,且保证成像清晰。 S AR 针对不同物体对微波的极化响应特性不同,采用多极化工作方式(HH,HV,VH,HH ),增强了S AR 的成像性能。此外,S AR 还采用多频段工作方式(L 频段,C 频段,X 频段),可以保证不同

相关文档