遥感部分5-红外及微波遥感

遥感概论复习资料

第一章遥感概述 1、遥感：通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息，进行处理、分析与应用的一门科学和技术。 2、光谱特性：一切物体，由于其种类和环境条件不同，因而具有反射或辐射不同波长的电磁波的特性，这种特性叫做光谱特性。 3、传感器：接收从目标中反射或辐射来的电磁波的装置叫做传感器。 4、遥感平台：搭载传感器的载体成为遥感平台。 5、遥感探测的特点： 宏观观测，大范围获取数据资料 动态监测，快速更新监控范围数据 技术手段多样，可获取海量信息 应用领域广泛，经济效益高 或者 大范围监测 动态监测 技术多种多样，可获取海量信息 广泛应用，经济效益高 6、遥感的分类 （1）根据工作平台的不同，分为地面遥感、航空遥感和航天遥感 （2）根据电磁波的工作波段不同，可分为紫外 遥感，探测波段在0.05—0.38μm之间； 可见光遥感，探测波段在0.38—0.76μm之间； 红外遥感，探测波段在0.76—1000μm之间 和微波遥感，探测波段在1mm—10m之间。 （3）根据传感器工作原理，可分为主动式遥感 和被动式遥感； 主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量并接 收目标的后向散射信号。 被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动 地接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。

（4）根据遥感资料的获取方式， 可分为成像遥感和非成像遥感； 成像传感器：摄影传感器、扫描成像传感器、雷达成像传感器； 非成像传感器：高度辐射计。 （5）根据波段宽度及波普的连续性，可分为高光谱遥感和常规遥感。 （6）根据应用领域不同，可分为环境遥感、城市遥感、农业遥感、林业遥感、海洋遥感、地质遥感、气象遥感、军事遥感等，还可以把它们划分为更细的专题领域进行研究。 7、现代遥感技术发展的趋势和展望 多分辨率多遥感平台并存，空间分辨率、时间分辨率、及光谱分辨率普遍提高； 新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展； 遥感的综合应用不断深化 商业遥感时代的到来 8、RS可以获得源源不断的对地观测数据，而GIS的空间数据库则通过信息高速公路实现全国乃至全球的数据交换与共享、分析、成图，GPS依靠远程通讯而实现高精度的定位和导航。 第二章遥感电磁辐射基础 1、遥感技术中较多使用可见光、红外和微波波普区间。太阳光是地球的光源，可见光部分可以被人眼观察到，所以在遥感探测中使用非常广泛。红外区间探测不可见的辐射信息，远红外区间可以探测热辐射，扩大了遥感的应用。而微波辐射的探测更可以成为全天候探测，不受白天黑夜和天气状况的影响，在遥感研究中应用前景广泛。 2、太阳常数=在距离太阳一个天文单位的区域内 垂直于太阳辐射方向上的单位面积和单位时间内的黑体说接受到的太阳辐射能量 I=1.36X103 W/m2 3、地球自身发射的辐射主要集中在波长较长的6微米以上的热红外区段。地球自身的辐射接近于300k黑体辐射。 4、大气窗口：由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受

微波遥感复习题Word版

第一章 1. 微波遥感的微波波段：频率范围：300MHz – 40GHz ；波长范围：1m – 0.75cm.。太阳辐射微波小于地球辐射 微波。地球辐射微波：100MHz – 10GHz ：3 nWm-2，100MHz – 1GHZ ：29 pWm-2。有鉴于 此，微波遥感多为主动遥感。 2.微波遥感的特点：由于微波的波长较长，能穿透云、雾而不受天气影响，所以能进行全天时全天候的遥感探测。微波对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。因此广覆盖。全天候、全气候、广覆盖。 3.微博遥感中较多应用相同相位、微小频率差的干涉。 第二章 1.成像几何的一些概念 斜距方向：微波束传播方向。 地距方向：地面上与飞行器飞行方向垂直的方向。 方位方向：飞行器飞行方向。 天线覆盖区：天线波束射到地面的覆盖区。 幅宽 ：在地距方向上，微波束’照亮’地球表面的宽度。天线覆盖区在地距方向的 宽度。 近地距线 ：幅宽最接近地面轨迹的边。 远地距线：幅宽最远离地面轨迹的边。 视角：天线到地面的垂线与斜距方向的夹角。（技术参数） 入射角：入射线与地面点的法线 的夹角。入射角越小地面起伏越大，反射越强图像上越亮 星下点：飞行器在地面的垂直投影点。 卫星高度：飞行器离开地面的高度 H 。 天线尺度：方位长度 la 和垂直长度 lv 。方位长度平行与飞行方向，垂直长度垂直与飞行方向。 2. 距分辨率：雷达系统在距方向上分辨两个相邻目标点的能力，即返回脉冲在时间上没有重叠 3.斜距分辨率: r r = 2τc 地距分辨率: g r =θ τsin 2c

关于距分辨率：当 = 0，地距分辨率 rg 无穷大 采用侧视 雷达的原因；地距和斜距分辨率均与搭载平台的飞行高度 H 无关；地距分辨率与入射角 有关。近地距 处的分辨率低于远地距处的分辨率。 4. 脉冲压缩技术（关键技术，提高地距分辨率） 知道过程 发射调频宽脉冲，其频率随时间线性变化，称为线性调频脉冲；返回的线性调频脉冲与发射线性调频脉冲的副本经相关器压缩成窄脉冲。压缩的窄脉冲宽度远远小于发射脉冲的宽度。解决了发射功率与提高地距分辨率的矛盾。 压缩的接收调频信号 sinc (πBct )， 其中 Bc = τr -1 为调频带宽，为压缩比。sinc( x )= x x sin 距分辨率：斜距分辨率：r r = Bc 2c ；地距分辨率：g r =θ sin 2Bc c 5. 合成孔径雷达技术：现代雷达遥感的核心技术，旨在提高雷达图像的方位分辨率。利用天线的移动合成一个虚 拟‘长’天线。合成天线的长度（孔径）为实际天线第一次和最后一次探测某一地面点的时 间 间隔内实际天线移动的距离。（利用多普勒效应—>频带加宽—>相关操作（压缩技术）—>窄脉冲，现代雷达技术又一关键技术，提高方位分辨率）。 6.脉冲频率（pulse repetition frequency = prf ）约束 雷达脉冲在地球表面投射覆盖区。当微波发射器运动时，形成一系列平行覆盖区。为了能 够连续观测地球表面，要求两个相邻的覆盖区在空间上无间断。 在方位方向覆盖区宽度等于方位分辨率 r a 。设搭载平台的移动速度为 v ，发射脉冲周期为T ，频率为 f 。如两个相邻脉冲无间距，则要求在一个脉冲周期内，搭载平台的移动距离不应该超过 r a ，即 T r a / v 。频率下限： prf min = a r v =a l 2v 。 为了能够辨识两个实际上相邻的两个返回脉冲，要求前一个发射脉冲在远地距端的返回不 应迟于后一个发射脉冲在 进地距端的返回。脉冲频率上限： prf min = θsin 2S c = tan S 2θ c =θΘtan 2c 0R v =θλtan 20R c l v

微波遥感基础第一次大作业

微波遥感基础 大作业 学院：电子工程学院

一. 微波传感器与光学或红外相比的优缺点？ 答：优点: （1）能够全天候、全天时工作 微波具有穿透云层、雾和小雨的能力，而且太阳辐射对辐射测量没有太大的影响。因此微波辐射测量既可在恶劣的气候条件下，也可以在白天和黑夜发挥作用，具有较强的全天候、全天时的工作能力，这一特性优于可见光和红外波段的探测系统。 （2）对地物有一定的穿透能力 微波对地物的穿透深度因波长和物质不同有很大差异，波长越长，穿透能力越强。同一种土壤湿度越小，穿透越深。微波对干沙可穿透几十米，对冰层能穿透100m左右，但对潮湿的土壤只能穿透几厘米到几米。a.微波穿透土壤的深度与土壤湿度、类型及工作频率有关。b. 微波穿透植物层的深度，取决于植物的含水量，密度，波长和入射角。如果波长足够长而入射角又接近天底角，则微波可穿透植被区而到达地面。因此，微波频率的高端（波长较短）只能获得植被层顶部的信息，而微波频率的低端（波长较长），则可以获得植被层底层甚至地表以下的信息。 （3）对某些地物具有特殊的波谱特性 比如微波高度计和合成孔径雷达具有测量距离的能力，可用于测定大地水准面；还可以利用微波探测海面风在可见光、红外波段所观测的颜色基本上取决于植被和土壤表层分子的谐振特性，而微波波段范围内观察到的“颜色”则取决于研究对象面或体的几何特性以及体介电特性，这样，将微波、可见光和红外辐射配合运用，就能够研究表面上几何的和体介电的特性以及分子谐振的特性。另外，微波还可以提供某些附加的特性，这使其在某些应用方面具有独到之处。例如，根据不同类型冰的介电常数不同可以探测海冰的结构和分类；根据含盐度对水的介电常数的影响可以探测海水的含盐度等等。 （4）具有多极化特性 不同的极化特性，表现更加丰富的目标特征信息。HH 极化方式，VV 极化方式， HV 极化方式，VH 极化方式。 （5）雷达可以进行干涉测量 微波遥感的主动方式即雷达遥感不仅可以记录电磁波的振幅信号，还可以记录电磁波的相位信息，通过相位信息可以进行雷达干涉测量。例如：可以实现地形主动干涉测量，微波遥感的主动方式可进行干涉测量对地形变化进行监测，实现InSAR地形测量 缺点： （1）SAR一般是侧视成像，侧视SAR图像具有阴影、迎坡缩短、顶底倒置等几何失真。 （2）光学成像通常是一次成像，而SAR是多次扫描后的叠加成像，成像的效果与雷达的一些实际状态有关。 （3）相干斑现象严重，解译困难。 （4）微波传感器的空间分辨率要比可见光和红外传感器低。 （5）其特殊的成像方式使得数据处理和解译相对困难些。 （6）与可见光和红外传感器数据不能在空间位置上一致。

微波遥感

微 波 遥 感 技 术 和 应 用 机械工程学院 机械设计制造及其自动化 张霁 1005040221

一、遥感技术的介绍 遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。目前利用人造卫星每隔18天就可送回一套全球的图像资料。利用遥感技术，可以高速度、高质量地测绘地图。它好比孙悟空的一双火眼金睛，能从云朵上看清万物根本面目，从高空感知地下和海底的宝藏。 二、微波遥感的定义 运用波长为1～1 000mm的微波电磁波的遥感技术。包括通过接收地面目标物辐射的微波能量，或接收遥感器本身发射出的电磁波束的回波信号，根据其特征来判别目标物的性质，特征和状态，包括被动遥感和主动遥感技术。微波遥感对云层、地表植被、松散沙层和冰雪具有一定的穿透能力，可以全天侯工作。 微波遥感是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用微波投射于物体表面，由其反射回的微波波长改变及频移确定其大小、形态以及移动速度的技术。 常用的微波波长范围为0. 8～30厘米。其中又细分为K、Ku、X、G、C、S、Ls、L 等波段。 微波遥感的工作方式分主动式（有源）微波遥感和被动式（无源）微波遥感。前者由传感器发射微波波束再接收由地面物体反射或散射回来的回波，如侧视雷达；后者接收地面物体自身辐射的微波，如微波辐射计、微波散射计等。 三、遥感技术的发展史 遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。 1、萌芽时期 1608年制造了世界第一架望远镜。

遥感作业课后习题

遥感作业课后习题-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

长波，中波和短波，超短波，微波，红外波段，可见光，紫外线， X射线，r射线2 1投影距离的影响4：垂直投影图像的缩小和放大与投影 距离无关，有统一的比例尺。中心投影则受投影距离影响，像片比例尺与平台高度H和焦距f有关。2投影面倾斜的影响：垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大。3地形起伏的影响：垂直投影时，随地形起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。中心投影时，地面起伏 0～50m范围内，三角架、遥感 塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感，测定各种地物的波谱特性及影像的实验研究。航空平台：包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。低空平台：2000米以内，对流层下层中。中空平台：2000-6000米，对流层中层。高空平台：12000米左右的对流层以上。低空气球：凡是发放到对流层中去的气球称为低空气球；高空气球：凡是发放到平流层中去的气球称为高空气球。可上升到12-40公里的高空。填补了高空飞机升不到，低轨卫星降不到的空中平台的空白。航天平台：包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。高度在150km以上。航天飞机240～350km高度。卫星：低轨：150～300km，大比例尺、高分辨率图象；寿命短，几天到几周（由于地心引力、大气摩擦），用于军事侦察；中轨：700～1000km，资源与环境遥感；高轨：35860km，地球静止卫星，通信、气象。航天平台目前发展最快，应用 最广：气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星系列 记录物体影像；数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。图象特点：投影：航片是中心投影，即摄影光线交于同一点。比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为 像片比例尺。 描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图象。与摄影图像区别：乳胶片感光技术本身存在着致命的弱点，它所传感的辐射波段仅限于可见光及其附近；其次，照相一次成型，图象存储、传输和处理都不方便。光/机扫描成像利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法。输出的电学图象数据，存储、传输和处理十分方便。固体自扫描成像具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多，体积越小，分辨率就越高。高光谱成像光谱扫描图象是多

微波遥感技术的应用现状综述

微波遥感技术的应用现状综述 彭文放02126033 （西安电子科技大学 021261班） 摘要：针对我国微波遥感的应用现状进行综述。微波技术已经在冰雪、海洋、气象、农业、军事、灾害监测、以及室内实验方面得到了广泛研究和应用，在未来必将得到更加深入发展。 关键词：微波遥感应用现状 中图文分类号：TP7 文献标识码：A 1 引言 遥感技术包括传感器技术，信息传输技术，信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。遥感技术依其遥感仪器所选用的波谱性质可分为：电磁波遥感技术、声纳遥感技术、物理场（如重力和磁力场）遥感技术。电磁波遥感技术是利用各种物体／物质反射或发射出不同特性的电磁波进行遥感的。其可分为可见光、红外、微波等遥感技术。按照感测目标的能源作用可分为：主动式遥ks5u感技术和被动式遥感技术。按照记录信息的表现形式可分为：图像方式和非图像方式。按照遥感器使用的平台可分为：航天遥感技术、航空遥感技术、地面遥感技术。按照遥感的应用领域可分为：地球资源遥感技术、环境遥感技术、气象遥感技术、海洋遥感技术等。微波遥感是利用某种传感器接收地面各种地物发射或反射的微波信号，籍以识别、分析地物、提取所需信息。微波遥感分为主动式和被动式。主动式包括成像雷达、微波散射计微波高度计和降雨雷达；被动式主要有微波辐射计。这些微波遥感器各有特点和适用范围。 2微波遥感额特点 微波遥感器不受或很少受云、雨、雾的影响，不需要光照条件，可以全天候，全天时的取得图像和数据。又因为微波有一定的穿透能力，故能获得较深层的信息。在毫米波亚毫米波段有一些气体有谐振谱线，利于监测。微波遥感：是传感器的工作波长在微波波谱区的遥感技术，是利用某种传感器接受地理各种地物发射或者反射的微波信号，藉以识别、分析地物，提取地物所需的信息。微波遥感是20世纪后期发展起来的新一代先进航天遥感技术。1888年，物理学家赫兹发现了电磁波，为无线电通信开辟了道路。19世纪末无线电的发送、接收技术和20世纪初电子管的发明，带来了20世纪科学技术的突飞猛进。20世纪80

微波技术基础 简答题整理

第一章传输线理论 1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？ 一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。（界限可认为是l/λ>=0.05） 1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？ 按传输波形分类： （1）TEM（横电磁）波传输线 例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统； （2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线 例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统； （3）表面波传输线 例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加） 按损耗特性分类： （1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线） （2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线） （3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线） （4）光频波段传输线（介质光波导、光纤） 1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？ 传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。 阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。 1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？

（1）行波状态： 0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。 终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。 （2）驻波状态： 终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。 电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。 （3）行驻波状态： 终端负载为复数或实数阻抗（L L L X R Z ±=或L L R Z =）。 信号源传输的能量，一部分被负载吸收，一部分反射回去。反射波功率小于入射波功率。 1-5.何谓分布参数电路？何谓集总参数电路？ 集总参数电路由集总参数元件组成，连接元件的导线没有分布参数效应，导线沿线电压、电流的大小与相位，与空间位置无关。分布参数电路中，沿传输线电压、电流的大小与相位随空间位置变化，传输线存在分布参数效应。 1-6.微波传输系统的阻抗匹配分为两种：共轭匹配和无反射匹配，阻抗匹配的方法中最基本的是采用λ/4阻抗匹配器和支节匹配器作为匹配网络。 1-7.传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面的总电压和总电流的比值；传输线的特征阻抗等于入射电压和入射电流的比值；传输线的波阻抗定义为传输线内横向电场和横向磁场的比值。 1-8.传输线上存在驻波时，传输线上相邻的电压最大位置和电压最小位置的距离相差λ/4，在这些位置输入阻抗共同的特点是纯电阻。 第二章 微波传输线 2-1.什么叫模式或波形？有哪几种模式？

微波

微波遥感技术第一次作业 1、微波传感器与光学或红外相比的优缺点？ 优点： （1）能够全天候、全天时工作 微波具有穿透云层、雾和小雨的能力，而且太阳辐射对辐射测量没有太大的影响。因此微波辐射测量既可在恶劣的气候条件下，也可以在白天和黑夜发挥作用，具有较强的全天候、全天时的工作能力，这一特性优于可见光和红外波段的探测系统。 （2）对地物有一定的穿透能力 微波对地物的穿透深度因波长和物质不同有很大差异，波长越长，穿透能力越强。同一种土壤湿度越小，穿透越深。微波对干沙可穿透几十米，对冰层能穿透100m左右，但对潮湿的土壤只能穿透几厘米到几米。a.微波穿透土壤的深度与土壤湿度、类型及工作频率有关。b. 微波穿透植物层的深度，取决于植物的含水量，密度，波长和入射角。如果波长足够长而入射角又接近天底角，则微波可穿透植被区而到达地面。因此，微波频率的高端（波长较短）只能获得植被层顶部的信息，而微波频率的低端（波长较长），则可以获得植被层底层甚至地表以下的信息。 （3）对某些地物具有特殊的波谱特性 比如微波高度计和合成孔径雷达具有测量距离的能力，可用于测定大地水准面；还可以利用微波探测海面风在可见光、红外波段所观测的颜色基本上取决于植被和土壤表层分子的谐振特性，而微波波段范围内观察到的“颜色”则取决于研究对象面或体的几何特性以及体介电特性，这样，将微波、可见光和红外辐射配合运用，就能够研究表面上几何的和体介电的特性以及分子谐振的特性。 另外，微波还可以提供某些附加的特性，这使其在某些应用方面具有独到之处。例如，根据不同类型冰的介电常数不同可以探测海冰的结构和分类；根据含盐度对水的介电常数的影响可以探测海水的含盐度等等。 （4）具有多极化特性 不同的极化特性，表现更加丰富的目标特征信息。HH 极化方式，VV 极化方式， HV 极化方式，VH 极化方式。 （5）雷达可以进行干涉测量 微波遥感的主动方式即雷达遥感不仅可以记录电磁波的振幅信号，还可以记录电磁波的相位信息，通过相位信息可以进行雷达干涉测量。例如：可以实现地形主动干涉测量，微波遥感的主动方式可进行干涉测量对地形变化进行监测，实现InSAR地形测量。 不足： （1）SAR 一般是侧视成像，侧视 SAR 图像具有阴影、迎坡缩短、顶底倒置等几何失真。 （2）光学成像通常是一次成像，而 SAR 是多次扫描后的叠加成像，成像的效果与雷达的一些实际状态有关。 （3）相干斑现象严重，解译困难。 （4）微波传感器的空间分辨率要比可见光和红外传感器低。

微波技术基础复习重点

第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。

遥感作业(1)

1.概念 遥感：泛指一切无接触的远距离探测，它是一种远距离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。 遥感平台：搭载传感器的载体。 电磁辐射：具有能量传递的，且其能量与与其传播的频率成正比的电磁波。电磁波谱：按照电磁辐射在真空中传播的频率或波长进行递增或递减排列形成一个连续的谱带，这个谱带就是电磁波谱。 大气窗口：指电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的透射率较高的波段 幅照度：实际物体在单位光谱区间内的辐射出射度与吸收系数的比值 辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量。（它是辐射能流的单位，记 为φ=dW/dt。用W（J/s）表示；辐射通量是波长的函数，总辐射通量是各波段辐射通量之和。（压力)） 反射率：地面物体反射的能量占入射总能量的百分比 黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则称物体为黑体。地物反射波谱：研究地面物体反射率随波长的变化规律 瑞利散射：由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起的散射。（条件：粒子直径比波长小很多） 加色法：由三原色混合，可以产生其他颜色的方法。 减色法：减色法是从自然光（白光）中，减去一种或二种基色光而生成色彩的方法。（一般适用于颜料配色、彩色印刷等色彩的产生。） 光谱色：圆环上把光谱色按顺序标出，从红到紫是可见光谱存在的颜色，每种颜色对应一个波长值 空间分辨率：指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标 主光轴：通过物镜中心并与主平面（或焦平面）垂直的直线

微波技术基础

摘要 本文主要介绍了微波的基础知识，在第一章中介绍了微波的概念、基本特点以及微波在民用和军事上的应用，在第二章中介绍了微波传输线理论，主要介绍了TE型波的理论和传输特性。 10 This paper describes the basics of microwave in the microwave first chapter introduces the concept of the basic characteristics and microwave in the civilian and military applications, in the second chapter describes the microwave transmission line theory, introduces the theory and the type of wave Transmission characteristics.

微波技术基础 第一章微波简介 1.1 什么是微波 微波是频率非常高的电磁波，就现代微波理论的研究和发展而论，微波是指频率从GHz 300的电磁波，其相应的波长从1m~0.1mm，这段电磁频谱包~ MHz3000 括分米波（频率从300MHz~3000MHz），厘米波（频率从3GHz~30GHz），毫米波（频率从30GHz~300GHz）和亚毫米波（频率从300GHz~3000GHz）四个波段。 下图为电磁波谱分布图： 1.2微波的基本特点 1.似光性和似声性 微波波段的波长和无线电设备的线长度及地球上的一般物体的尺寸相当或小的多，当微波辐射到这些物体上时，将产生显著地反射、折射，这和光的反射折射一样。同时微波的传播特性也和几何光学相似，能够像光线一样直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就能获得方向性极好、体积小的天线设

微波遥感复习题.docx

1在电磁波谱中,微波的波长范围在(D) A.0」?0.38 um B. 0.38-0.76um C. 0.76-1000um D. 1-1000mm 下列哪种不属于主动式微波遥感(B) A.雷达高度计 B.微波辐射计 C.真实孔径雷达 D.微波散射计 微波辐射计的温度分辨率可达(D) A.IK B. 0」K C. 0.01K D. 0.02K 最早的合成孔径雷达是1965年由(C)改进而来的 A.微波辐射计 B.雷达高度计 C.微波散射计 D.固定孔径雷达 电磁波天线是利用电磁波的哪种特性制成的(A) A.相干性 B.衍射 C.叠加 D.绕射雷达遥感中,光滑表面产生的散射为零的是(C) 7 一原理是热红外遥感的基础 A. ― E.二 8瑞利?金斯定律认为:黑体的微波辐射亮度与绝对温度的64；次方成正比,送 A.折射 B.透射 C.后向散射 D.前向散射 斯蒂芬玻尔兹曼定律认为:黑体总辐射与绝对温度的(D)次方成正比,这 A. C?三 D?四 9关于微波辐射,下列说法正确的是(C) 一原理是微波遥感地表亮度温度测量的基础 B.二 C.三 D.四 A.物体温度越高，微波辐射越强 B.微波辐射不需要经过处理直接就能够使用接收器接收 C.不同地物间的微波辐射差异较红外辐射差异更大，因此微波可以识别在可见光与红外波段难以识别的地物 D.微波辐射的强度比红外辐射强 10大气对微波的衰减作用主要有大气中水分子、氧气分子对微波的()和大气微粒对微波的(B)作用 A.散射吸收 B.吸收散射 C.吸收折射 D.折射透射 11微波遥感中,(A)吸收或发射的谱线是一些连续的谱线 A.多分了 B.单分了 C.多分了和单分了 D.两者都不是 12当电磁波在传播过程中,遇到的大气微粒直径比波长小得多时,会发生(C) A.米氏散射 B.无选择性散射 C.瑞利散射 D.其他 13侧视雷达是距离成像,目标实际地面距离(B)记录在显示器、胶片上的距离 A.小于 B.大于 C.等于 D.小于等于 14合成孔径雷达与真实孔径雷达的不同之处在于(D) A.真实孔径雷达在不同位置接收同一个地物的回波信号，合成孔径雷达则在一个位置上接收目标的冋波 B.合成孔径雷达在不同位置接收不同地物的冋波信号，真实孔径雷达则在一

微波遥感知识总结

1、雷达阴影是如何产生的？在解译时有哪些利弊？ 雷达阴影的存在，对于图像解译有利有弊。 适当的阴影能够增强图像的立体感，丰富地形信息，对于了解地形地貌是十分有利的，可以根据阴影进行定量统计和其它标准对地形进行分类。 根据阴影判断雷达视向/飞行方向。 根据阴影长度测量地物的高度。 雷达阴影的弊 在地形起伏较大的山区，可能会造成信息丢失。 为了补偿阴影区丢失的信息，可以采用多视向雷达技术，使在一种视向的阴影区目标可在另一种视向的雷达图像上看到。 2、总结侧视雷达图像的几何特点 一、斜距显示的近距离压缩 二、透视收缩 三、叠掩（顶底位移） 四、阴影 五、地形起伏引起的像点位移 3、国外发射的主要的雷达系统主要有哪些？其工作波段分别是什么？ 1、Seasat：L波段（ 22.3cm）、HH极化 2、SIR-C/X：L，C，X band 3、ERS-1/2:C band 4、JERS-1:L band 5、Radarsat-1:C-band 6、SRTM:C,X-band 7、ENVISAT:X-band

8、ALOS:全色 9、TerraSAR：波段：X（3.11cm） 10、Radarsat-2： 11、Cosmo-SkyMed：X 波段（3.1cm） 4、影响雷达空间分辨率的因素有哪些？如何提高？ 地距分辨率由脉冲宽度和波束视角所决定，要提高地距分辨率，则必须减小脉冲宽度和增大视角。但脉冲宽度过窄，则能量太小，不利于目标的探测。 方位向分辨率与波长和观测距离成正比，与天线孔径成反比，因此，要提高方位向分辨率，须采用波长较短的电磁波和增大天线孔径及缩短观测距离。 5、微波辐射计的工作原理及分类 微波辐射计是一种用于测量物体微波热辐射的高灵敏度接收机。 通过测量天线接收到的辐射功率反演被观测目标的亮度温度； 测量的物理量为亮度温度（K）,被动微波传感器，成像 辐射计天线接收的辐射能量来自地面物体的发射辐射和反射辐射，根据瑞利-金斯公式，物体发射的功率与温度成正比。 全功率型（Total Power）,狄克型（Dicke-type）,噪声注入零平衡型,双参考自动增益控制型 6、高度计的工作原理 高度计是一种主动式微波测量仪，它具有独特的全天时、长时间历程、观测面积大、观测精度高、时间准同步、信息量大的能力和特点。卫星高度计以海面作为遥测靶，它的回波信号携带有十分丰富的海面特征信息，可以测量出瞬时海面至平台之间的距离、电磁波海面后向散射系数及回波波形。高度计测高原理：以卫星为载体，以海面作为遥测靶，由卫星上装载的雷达高度计向海面发射微波信号，该雷达脉冲传播到达海面后，经过海面反射再返回雷达高度计。 以飞行器的轨道为基准，测量与其垂直的地球表面的距离的遥感器，它被应用于包括海洋中规模现象的海洋动力学研究，大地水准面高程的研究，通过测量散射强度观测海面风速和浪高，以及观测海冰形状等 7、散射计的工作原理

空间定位技术作业参考答案

研究生试卷 2013年— 2014年度第二学期 课程名称：空间定位技术评分：_________ 专业：测绘工程年级： 2013 研究生姓名: * * * 学号：********** 任课教师姓名： * * * 注意事项 1．答题必须写清题号； 2．字迹要清楚，保持卷面清洁； 3．试题随试卷交回； 4．考试课按百分制评分，考查课按5级分制评分； 5．阅完卷后，一周内将试卷、试题、成绩单由任课教师签名后，送有关部门。

合成孔径雷达干涉测量（InSAR） 摘要：本文主要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术的发展简史、基本原理、及其3种基本模式，并且对其数据处理的基本步骤进行了概述。最后，还讲述合成孔径雷达干涉测量的主要应用，并对其未来发展进行了展望。 关键字：合成孔径雷达，合成孔径雷达干涉测量，微波遥感，影像 1.发展简史 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术，近20年来获得了巨大的发展，现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比，SAR 具有许多优越性，它属于微波遥感的范畴，可以穿透云层，甚至在一定程度上穿透雨区，而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点，,具有全天候、全天时的观测能力，这是其它任何遥感手段所不能比拟的。微波遥感还能在一定程度上穿透植被，可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。随着SAR 遥感技术的不断发展与完善，已经成功应用于地质、水文、海洋、测绘、环境监测、农业、林业、气象、军事等领域。 L. C. Graham 于1974 年最先提出了合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）三维成像的概念，并用于金星测量和月球观察。后来Zebker、G. Fornaro及A. Pepe等做出了进一步的研究，以解决InSAR 处理系统中有关基线估计、SAR 图像配准、相位解缠和DEM 生成等方面的问题。自1991 年7 月欧空局发射载有C 波段SAR 的卫星ERS- 1 以来，极大地促进了有关星载SAR 的InSAR 技术研究与应用。由于有了优质易得的InSAR 数据源，大批欧洲研究者加入到这个领域，亚洲（主要是日本）的一些研究者也开展了这方面的研究。日本于1992 年2 月发射了JERS- 1，加拿大于1995 年初发射了RADARSAT，特别是1995 年ERS- 2 发射后，ERS- 1 和ERS- 2 的串联运行极大地扩展了利用星载SAR 干涉的机会，为InSAR 技术的研究提供了数据保证。目前用于InSAR 技术研究的数据来源主要有:ERS- 1/2、SIR- C/X SAR、RADARSAT、JERS- 1、TOPSAR 和SEASAT 等。 1979年9月，我国自行研制的第一台合成孔径雷达原理样机在实验室完成，并在试飞中获得我国第一批SAR 影像。1989年起国家科委设立了“合成孔径雷达遥感应用实验研究项目”，拉开了大规模雷达遥感研究的帷幕。目前国内外许多部门和科研机构正积极从事着InSAR 技术机理及其应用的研究，已经取得了许多成果，InSAR 技术的前景日益看好。

微波遥感实验报告

实习报告撰写的容与要求 1.实习任务：介绍实习的目的、意义、任务及实习单位的概况等容。 通常以前言或引言形式表述，不单列标题及序号。 2.实习容：先介绍实习安排概况，包括时间、地点、容等，然后逐 项介绍具体实习流程与实习工作容，以及专业知识与专业技能在实习过程中的应用。本部分容应以记叙或白描手法为基调，在完整叙述的基础上，对自己认为有重要意义或需要研究解决的问题进行重点叙述，其它容则可简述。 3.实习结果：围绕实习任务要求，对实习中发现的问题进行分析、 思考，提出解决问题的对策、建议等。分析问题、解决问题要有依据（如有参考文献可在正文后附录）。分析讨论的容、推理过程及所提出的对策与建议作为实习报告的重要容之一，是反映或评价实习报告水平的重要依据。 4.实习总结或体会：对实习效果进行综合评价，着重介绍自身的收 获与体会，容较多时可列出小标题，逐一列举。总结或体会的最后部分，应针对实习中发现的自身不足，简要地提出今后学习，努力的方向。 5.将实习日记按照时间顺序以附件形式放在实习报告正文后面。 实习报告封皮由学校统一印发，正文一律采用计算机排版、A4纸打印。题目为三号黑体字居中（题目前、后各空一行），正文字体为小四号宋体，要求语句通顺、论述严谨、规、正确。字数：不少于3000。

目录 1.单雷达影像处理 (3) 1.1导入数据 (3) 1.2影像多视处理 (4) 1.3滤波 (5) 1.4分析滤波影像 (7) 1.5地理编码和辐射定标 (9) 1.5配准 (10) 2.InSAR生成DEM (11) 2.1基线估算 (11) 2.2干涉图生成 (11) 2.3去平处理 (12) 2.4自适应滤波及相干性计算 (13) 2.5相位解缠 (15) 2.6选择GCP (16) 2.7轨道精炼和重去平 (17) 2.8相位高程转换 (19) 3.思考题 (21)

遥感概论作业习题含答案

《遥感概论》作业二 1. 大气的散射有几种类型？不同类型分别有什么特征？ （1）瑞利散射 ①散射光强与光波波长的四次方成反比，波长愈短的电磁波，散射愈强烈。在大气中太阳光的瑞利散射会导致弥漫天空辐射，这就是天空为蓝色和的太阳本身为黄色色调的原因。 ②散射光强随观察方向而变，在不同的观察方向上，散射光强不同。前向和后向的散射光最强，都比垂直方向强一倍。 ③散射光具有偏振性，其偏振程度决定于散射光与偶极矩方向的夹角。前向和后向的散射光与入射光偏振状态相同；而垂直方向的散射光为全偏振，即其平行分量为零，只存在垂直分量。 （2）米氏散射 ①米氏散射的散射强度与光波波长的二次方成反比。这比瑞利散射大得多，散射强度随波长的变化不如瑞利散射那样剧烈。随着尺度参数增大，散射的总能量很快增加，并最后以振动的形式趋于一定值。 ②散射光强随角度变化出现许多极大值和极小值，当尺度参数增大时，极值的个数也增加。 ③当尺度参数增大时，前向散射与后向散射之比增大，使粒子前半球散射增大；当尺度参数减小时，米氏散射结果可以简化为瑞利散射。当尺度参数很大时，它的结果又与几何光学结果一致；而在尺度参数比较适中的范围内，只有用米氏散射才能得到唯一正确的结果。（3）无选择性散射 ①散射强度与波长无关，凡在符合无选择性散射条件的波段中，任何波长的散射强度相同。 ②散射体中往往包含很多散射粒子，因此每个粒子的散射光都会被其他粒子再散射。 2. 太阳辐射传播到地表又返回到遥感传感器这一整个过程中发生了哪些重要的物理现象？ 大气的吸收作用；大气的散射作用；大气的反射、折射、散射、透射 太阳辐射能在大气传输过程中，被大气中微粒散射和吸收而衰减。波长位于大气窗口的能量才能通过大气层，并经大气衰减后到达地表。不同波长的能量到达地表后，被选择性反射，吸收，透射，折射。太阳辐射再次通过大气层时，包含不同地表特征波谱响应的能量，再次经大气吸收，散射衰减。不仅使传感器接收的地面辐射强度减弱，而且由于散射产生天空散射光使遥感影像反差降低并引起遥感数据的辐射，几何畸变，图像模糊，直接影像到图像的清晰度，质量和解译精度。 3. 大气散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波遥感具有穿透云雾能力而可见光不能？ ①瑞利散射②米氏散射③无选择性散射 大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。

微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程学习知识要点 第一章学习知识要点 1．微波的定义—把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz～3×1012Hz。在整个电磁波谱中，微波处于普通无线电波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。 2．微波具有如下四个主要特点：1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。 3．微波技术的主要应用：1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。 4．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。 第二章学习知识要点 1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。微波传输线是一种分布参数电路，线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数，它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。传输线方程是传输线理论中的基本方程。 2. 均匀无耗传输线方程为

() ()()()d U z dz U z d I z dz I z 22222 20 -=-=ββ 其解为 ()()() U z A e A e I z Z A e A e j z j z j z j z =+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2，则: 对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1，则: 其参量为 Z L C 00 0=，βπλ=2p ，v v p r =0 ε，λλεp r =0 3. 终端接的不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态： (1) 当Z Z L =0时，传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在，电压电流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；电磁能量全部被负载吸收。 (2) 当Z L =0、∞和±jX 时，传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射波的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；电压（电流）波腹点和电压（电流）波节点每隔λ4交替出现，每隔2λ重复出现；没有电磁能量的传输，只有电磁能量的交换。 (3) 当Z R jX L L L =+时，传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两倍入射波，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻R Z max =ρ0，电压波节点的阻抗为最小的纯电阻R Z min =0ρ； ()()?????-=-= sin cos sin cos 011011Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ()()?????+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ