SAR图像算法分析与应用

SAR图像算法分析与应用

作者：肖军 刘洲洲

来源：《农村经济与科技》2017年第02期

[摘 要]SAR图像，是一种用雷达成像技术，SAR设备通过将连续脉冲无线电波传播到目标场景和每个脉冲的回波接收记录来形成SAR图像。SAR成像系统对于物质纹理特性的敏感性，可以通过SAR图像来判断物体具体是什么材质与结构。同时可以将多个孔径雷达组成一个复杂而高效的系统，可以获取很高质量的数字信息。 [关键词]SAR；机载雷达；图像采集 [中图分类号]TN957.52 [文献标识码]A 1 引言

SAR（synthetic aperture radar）图像，译为合成孔径雷达，是一种用雷达成像技术，可以对地形地貌进行二维或者三维的成像。SAR通常安装在移动飞行器上，较为灵活，是机载雷达的高级应用方式。

时至如今，世界各国已经研制了很多SAR系统，下图面两张表分别显示了出于世界顶尖水平的美国拥有的SAR系统参数；各国星载SAR系统的参数。 2 SAR成像技术算法分析

2.1 距离-多普勒算法（Range-Doppler，RD）

RD算法又叫距离徙动，是一种基于滤波匹配的快速频域算法，常被用来完成侧视SAR的成像。基本思想是将对于距离和方位的二维数据处理分解成两个一维数据处理。算法的关键就是距离徙动。

根据模型，可得到目标P点与雷达的距离为 2.2 Chirp Scaling算法

Chirp Scaling算法简称CS算法，是由Dr.bamler在1993年提出的与RD算法同样基于保持相位原则的算法。如果线性调频信号有较大的时间带宽积，则其傅里叶变换后的信号任然具有线性调频信号。因此CS算法可以通过频域的相位精确补偿到达回复地面目标后散射系数的目的。如果把SAR成像算法比作将许多形状不符合要求的铁丝全部掰直，与SD算法不同的是，SD算法是把每一条信号分别掰直，而CS算法则是将铁丝先捏成相似的形状，然后统一

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进行掰直处理。因为在处理中不需要进行插值运算，提高了成像效率。可以看成是优化版的SD算法。图3表示CS算法的具体流程： 3 SAR技术上的研究与应用

在本体技术进步的同时，国内各方也紧锣密鼓地进行机载与星载方面的研究，对整个SAR系统建立了完整的科学体系，包含了载体，原理，场地，图像采集，图像分析，图像处理等坚实骨架。SAR检测技术功不可没，下图即为映秀地区星载传回的图像。 4 小结

随着科技水平的不断提高，SAR技术的性能不断提升，功能不断加强。从最早期的只有单波段、单极化、单模式、固定入射角发展成为多波段、多极化、多模式、可变入射角。同时，由于其便携高精度的特点，在军事领域将会实现阵地的实时模拟呈现。得益于SAR系统的目标追踪与校准技术，SAR系统将用于汽车导航，路面监控，以及实时战略游戏方面。 [参考文献]

[1] 肖军，刘洲洲.SAR成像技术分析[J].科技经济导刊，2016（30）. [2] 曹宇.SAR图像变化检测算法研究[D].西安电子科技大学， 2012.

[3] 李瑞敏.基于同步辐射X射线的乳腺癌及肿瘤新生血管成像的实验研究[D].复旦大学，2013.

[4] 李财莲.图像多尺度几何分析及去噪算法研究[D].国防科学技术大学，2011.

[5] 李洪均.基于多尺度几何分析与偏微分方程的图像去噪研究与应用[D].南京航空航天大学，2012.