合成孔徑雷達(dá)概述

合成孔徑雷達(dá)概述合成孔徑雷達(dá)概述PAGEPAGE15合成孔徑雷達(dá)概述合成孔徑雷達(dá)概述蔡Beautyhappy521＠163。com二OO八年三月二十三

合成孔徑雷達(dá)概述TOC\o”1—4"\h\z\u1 合成孔徑雷達(dá)簡(jiǎn)介 31。1 合成孔徑雷達(dá)的概念 4HYPERLINK\l”_Toc194201318"1.2 合成孔徑雷達(dá)的分類(lèi) 4HYPERLINK\l”_Toc194201319”1.3 合成孔徑雷達(dá)（SAR)的特點(diǎn) 5HYPERLINK\l”_Toc194201320"2 合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展歷史 62.1 國(guó)外合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀 6HYPERLINK\l”_Toc194201322”2.1。1 合成孔徑雷達(dá)發(fā)展歷程表 72。1。2 世界各國(guó)的SAR系統(tǒng) 102.2 我國(guó)的發(fā)展概況 12HYPERLINK\l”_Toc194201325"2。2.1 我國(guó)SAR研究歷程表 12HYPERLINK\l”_Toc194201326”2。2。2 國(guó)內(nèi)各單位的研究現(xiàn)狀 13HYPERLINK\l”_Toc194201327"2.2。2。1 電子科技大學(xué) 13HYPERLINK\l”_Toc194201328"2.2。2。2 中科院電子所 13_Toc194201330” 西安電子科技大學(xué) 14HYPERLINK\l”_Toc194201331"3 合成孔徑雷達(dá)的應(yīng)用 14HYPERLINK\l”_Toc194201332"4 合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì) 15HYPERLINK\l”_Toc194201333"4。1 多參數(shù)SAR系統(tǒng) 164.2 聚束SAR 16_Toc194201336”4.4 合成孔徑激光雷達(dá)（SyntheticApertureLadar） 17_Toc194201338”4。6 性能技術(shù)指標(biāo)不斷提高 184.7 多功能、多模式是未來(lái)星載SAR的主要特征 19HYPERLINK\l”_Toc194201340”4.8 雷達(dá)與可見(jiàn)光衛(wèi)星的多星組網(wǎng)是主要的使用模式 19HYPERLINK\l”_Toc194201341”4。9 分布SAR成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男禽d合成孔徑雷達(dá) 194。10 星載合成孔徑雷達(dá)的干擾與反干擾成為電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容 20HYPERLINK\l”_Toc194201343"4.11 軍用和民用衛(wèi)星的界線越來(lái)越不明顯 205 與SAR相關(guān)技術(shù)的研究動(dòng)態(tài) 21_Toc194201346"5.2 合成孔徑雷達(dá)干擾技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展 21HYPERLINK\l”_Toc194201347”5。3 SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別 23_Toc194201349"5。5 SAR圖像變化檢測(cè)方法 28HYPERLINK\l”_Toc194201350”5。6 干涉合成孔徑雷達(dá) 32HYPERLINK\l”_Toc194201351”5。7 機(jī)載合成孔徑雷達(dá)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài) 34HYPERLINK\l”_Toc194201352”5。8 SAR圖像地理編碼技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 365。9 星載SAR天線方向圖在軌測(cè)試的發(fā)展?fàn)顩r 385。10 逆合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展動(dòng)態(tài) 395。11 干涉合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展簡(jiǎn)史與應(yīng)用 39合成孔徑雷達(dá)概述合成孔徑雷達(dá)簡(jiǎn)介合成孔徑雷達(dá)（SyntheticApertureRadar,簡(jiǎn)稱(chēng)SAR)是一種全天候、全天時(shí)的現(xiàn)代高分辨率微波成像雷達(dá)。它是二十世紀(jì)高新科技的產(chǎn)物，是利用合成孔徑原理、脈沖壓縮技術(shù)和信號(hào)處理方法，以真實(shí)的小孔徑天線獲得距離向和方位向雙向高分辨率遙感成像的雷達(dá)系統(tǒng)，在成像雷達(dá)中占有絕對(duì)重要的地位。近年來(lái)由于超大規(guī)模數(shù)字集成電路的發(fā)展、高速數(shù)字芯片的出現(xiàn)以及先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理算法的發(fā)展，使SAR具備全天候、全天時(shí)工作和實(shí)時(shí)處理信號(hào)的能力。它在不同頻段、不同極化下可得到目標(biāo)的高分辨率雷達(dá)圖像，為人們提供非常有用的目標(biāo)信息,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事、經(jīng)濟(jì)和科技等眾多領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。?guó)內(nèi)外越來(lái)越多的科技研究者已投身于這一領(lǐng)域的研究。在早期研究雷達(dá)成像系統(tǒng)時(shí)采用的是真實(shí)孔徑雷達(dá)系統(tǒng)（RealApertureRadar）.真實(shí)孔徑雷達(dá)成像系統(tǒng)及處理設(shè)備相對(duì)較為簡(jiǎn)單，但它存在一個(gè)難以解決的問(wèn)題,就是其方位分辨率要受到天線尺寸的限制。所以要想用真實(shí)孔徑雷達(dá)系統(tǒng)獲得較高的分辨率，就需要較長(zhǎng)的天線。但是所采用天線的長(zhǎng)短往往又受制于雷達(dá)系統(tǒng)被載平臺(tái)大小的限制，不可能為了提高分辨率無(wú)休止地增加天線長(zhǎng)度。幸運(yùn)地是，隨著雷達(dá)成像理論，天線設(shè)計(jì)理論、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)軟件和硬件體系的不斷完善和發(fā)展，合成孔徑雷達(dá)(SyntheticApertureRadar)的概念被提出來(lái)。合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的成像原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用目標(biāo)與雷達(dá)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)單陣元來(lái)完成空間采樣，以單陣元在不同相對(duì)空間位置上所接收到的回波時(shí)間采樣序列去取代由陣列天線所獲取的波前空間采樣集合。只要目標(biāo)被發(fā)射能量波瓣照射到或位于波束寬度之內(nèi),此目標(biāo)就會(huì)被采樣并被成像。利用目標(biāo)－雷達(dá)相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的軌跡來(lái)構(gòu)成一個(gè)合成孔徑以取代龐大的陣列實(shí)孔徑，從而保持優(yōu)異的角分辨率.從潛在的意義上來(lái)說(shuō)，其方位分辨率與波長(zhǎng)和斜距無(wú)關(guān)，是雷達(dá)成像技術(shù)的一個(gè)飛躍,因而具有巨大的吸引力，特別是對(duì)于軍事和地理遙感的應(yīng)用更是如此。因此,合成孔徑雷達(dá)（SAR)已經(jīng)成為雷達(dá)成像技術(shù)的主流方向。合成孔徑雷達(dá)的概念合成孔徑雷達(dá)是一種高分辨率相干成像雷達(dá)。高分辨率在這里包含著兩方面的含義:即高的方位向分辨率和足夠高的距離向分辨率。它采用多普勒頻移理論和雷達(dá)相干理論為基礎(chǔ)的合成孔徑技術(shù)來(lái)提高雷達(dá)的方位向分辨率；而距離向分辨率的提高則通過(guò)脈沖壓縮技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的具體含義我們可以通過(guò)以下四個(gè)方面來(lái)理解：（1）從合成孔徑的角度。它利用載機(jī)平臺(tái)帶動(dòng)天線運(yùn)動(dòng)，在不同位置上以脈沖重復(fù)頻率(PRF）發(fā)射和接收信號(hào),并把一系列回波信號(hào)存儲(chǔ)記錄下來(lái)，然后作相干處理，就如同在所經(jīng)過(guò)的一系列位置上，都有一個(gè)天線單元在同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào)一樣,這樣就在平臺(tái)所經(jīng)過(guò)的路程上形成一個(gè)大尺寸的陣列天線，從而獲得很窄的波束。如果脈沖重復(fù)頻率達(dá)到一定程度（足夠高），以致相鄰的天線單元間首尾相接，則可看作形成了連續(xù)孔徑天線.誠(chéng)然這個(gè)大孔徑天線要靠信號(hào)處理的方法合成.這種解釋方法給出了合成孔徑的字面解釋。（2）從多普勒頻率分辨的角度。如果我們考察點(diǎn)目標(biāo)在相參脈沖串中的相位歷程，求出其多普勒頻移,對(duì)于在同一波束、同一距離波門(mén)內(nèi)但不同方位的點(diǎn)目標(biāo)，由于其相對(duì)于雷達(dá)的徑向速度不同而具有不同的多普勒頻率，因此可以用頻譜分析的方法將它們區(qū)分開(kāi)。這種理解又被稱(chēng)為多普勒波束銳化。（3）從脈沖壓縮的角度。對(duì)于機(jī)載正側(cè)視測(cè)繪的雷達(dá)，地面上的點(diǎn)目標(biāo)在波束掃描過(guò)的時(shí)間里，與雷達(dá)相對(duì)距離變化近似地符合二次多項(xiàng)式。點(diǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的橫向回波為線性調(diào)頻信號(hào),該線性調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻斜率由發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng)、目標(biāo)與雷達(dá)的距離及載機(jī)的速度決定。對(duì)此線性調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，及脈沖壓縮處理，就可以獲得比真實(shí)天線波束窄得多的方位分辨率.因此在SAR信號(hào)處理中，經(jīng)常有縱向壓縮、橫向壓縮的說(shuō)法.(4)從光學(xué)全息照相的角度。如果將線性調(diào)頻信號(hào)作為合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射信號(hào),則一個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的回波在記錄膠片上將呈現(xiàn)Fresnel衍射圖，這點(diǎn)和點(diǎn)目標(biāo)的光學(xué)全息圖很相似。因此可以用光學(xué)全息成像的步驟，來(lái)得到原目標(biāo)的圖像。這種與全息照相的相似性,啟發(fā)了早期的研究者采用光學(xué)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)合成孔徑雷達(dá)信號(hào)處理。以上幾種說(shuō)明雖然從不同的角度出發(fā)來(lái)說(shuō)明合成孔徑的概念，但都揭示了合成孔徑雷達(dá)的本質(zhì)特征，從而為深入理解合成孔徑雷達(dá)的概念指明了方向.合成孔徑雷達(dá)的分類(lèi)一般情況下合成孔徑雷達(dá)根據(jù)雷達(dá)載體的不同,可分為星載SAR，機(jī)載SAR和無(wú)人機(jī)載SAR等類(lèi)型。。根據(jù)SAR視角不同，可以分為正側(cè)視、斜視和前視等模式。根據(jù)SAR工作的不同方式，又可以分為條帶式(StripmapSAR），聚束式(SpotlightSAR),掃描式(ScanSAR）等（如圖1。1所示）。它們?cè)诩夹g(shù)上各具特點(diǎn)，應(yīng)用上相輔相成。目前世界上能夠使用的星載和機(jī)載SAR系統(tǒng)共有28個(gè)。其中處于使用狀態(tài)的星載SAR系統(tǒng)共有5個(gè)。而處于使用狀態(tài)的機(jī)載SAR系統(tǒng)有23個(gè)。多數(shù)系統(tǒng)具有多種極化方式.最大分辨力30×30cm。最大傳輸數(shù)據(jù)率100M字節(jié)/秒。合成孔徑雷達(dá)（SAR)的特點(diǎn)(1）二維高分辨力。(2）分辨力與波長(zhǎng)，載體的飛行高度，雷達(dá)的作用距離無(wú)關(guān)。(3）強(qiáng)透射性：不受氣候、晝夜等因素影響，具有全天候成像優(yōu)點(diǎn)；如果選擇合適的雷達(dá)波長(zhǎng)，還能夠透過(guò)一定的遮蔽物。(4）包括多種散射信息:不同的目標(biāo)，往往具有不同的介電常數(shù)、表面粗糙度等物理和化學(xué)特性，它們對(duì)微波的不同頻率、透射角、及極化方式將呈現(xiàn)不同的散射特性和不同的穿透力，這一性質(zhì)為目標(biāo)分類(lèi)及識(shí)別提供了極為有效的新途徑。（5）多功能多用途：例如采用并行軌道或者一定基線長(zhǎng)度的雙天線，可以獲得包括地面高度信息在內(nèi)的三維高分辨圖像。（6）多極化,多波段，多工作模式。(7）實(shí)現(xiàn)合成孔徑原理,需要復(fù)雜的信號(hào)處理過(guò)程和設(shè)備.（8）與一般相干成像類(lèi)似,SAR圖像具有相干斑效應(yīng),影響圖像質(zhì)量，需要用多視平滑技術(shù)減輕其有害影響.合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展歷史國(guó)外合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀雷達(dá)誕生于二戰(zhàn)中，從雷達(dá)誕生起，就與國(guó)防密切不可分，戰(zhàn)場(chǎng)上希望在雷達(dá)屏幕上能看到目標(biāo)的真實(shí)圖像,而不僅是一個(gè)亮點(diǎn)。五十多年來(lái)人們一直在尋找提高分辨率的方法，由于信息論在雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域中的應(yīng)用和高速數(shù)字處理器件的出現(xiàn)。以及現(xiàn)代信號(hào)處理的不斷發(fā)展,導(dǎo)致了高分辨成像雷達(dá)的誕生與發(fā)展。這使得人們能夠在雷達(dá)屏幕上看到了目標(biāo)的圖像。成像雷達(dá)的出現(xiàn)使雷達(dá)具有了對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)、地面目標(biāo)進(jìn)行成像和識(shí)別的能力，并在微波遙感應(yīng)用方面表現(xiàn)出越來(lái)越大的潛力.它對(duì)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)具有十分重要的意義。成像雷達(dá)技術(shù)越來(lái)越受到重視，發(fā)展迅速?，F(xiàn)在不僅有各種實(shí)孔徑成像雷達(dá)，而且有各種機(jī)載的、星載的和航天飛機(jī)載的用于不同目的合成孔徑雷達(dá)，并且還出現(xiàn)了逆合成孔徑雷達(dá)和干涉成像雷達(dá)。合成孔徑雷達(dá)是一有源系統(tǒng),主動(dòng)向目標(biāo)發(fā)射電磁波,利用接收到的目標(biāo)回波的信號(hào)經(jīng)處理后成像。因此合成孔徑雷達(dá)具有全天時(shí)全天候工作能力。合成孔徑雷達(dá)的思想首先是在1951年6月由美國(guó)Goodyear航空公司的CarlWiley在“用相干移動(dòng)雷達(dá)信號(hào)頻率分析來(lái)獲得高的角分辨率”的報(bào)告中提出的。報(bào)告中提出了將多普勒頻率分析應(yīng)用于相干移動(dòng)雷達(dá)，通過(guò)頻率分析可以改善雷達(dá)的角分辨率,即“多普勒波束銳化”的思想；同時(shí),證明了移動(dòng)雷達(dá)的角分辨率因回波信號(hào)中多普勒頻率的結(jié)構(gòu)有可能提高，回波信號(hào)的瞬時(shí)多普勒頻移與被測(cè)目標(biāo)沿航跡方向的位置之間存在著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,回波信號(hào)的多普勒帶寬與波束帶寬有關(guān),最窄的角波束發(fā)生在垂直于雷達(dá)平臺(tái)速度矢量的側(cè)方。同年,美國(guó)Illinois大學(xué)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究小組在C。W。Sherwin的領(lǐng)導(dǎo)下開(kāi)始對(duì)SAR的研究，當(dāng)時(shí)采用的是非相干雷達(dá),發(fā)射波束寬度為4.13度，經(jīng)過(guò)孔徑綜合后波束寬度變?yōu)?.4度。他們證實(shí)了“多普勒波束銳化”的概念，從而在理論上證明了SAR原理，而且于1953年7月1953年夏，在美國(guó)Michigan大學(xué)舉辦的研討會(huì)上,許多學(xué)者提出了利用載機(jī)運(yùn)動(dòng)可將雷達(dá)的真實(shí)天線合成為大尺寸的線性天線陣列的概念,即沒(méi)有必要象真實(shí)天線那樣在各個(gè)位置連續(xù)發(fā)射和接收，可先在第一陣元位置發(fā)收,再在第二陣元位置發(fā)收，依次操作并將接收到的回波信號(hào)全部?jī)?chǔ)存起來(lái)，等最后一個(gè)陣元位置發(fā)收完畢后將所儲(chǔ)存的全部回波信號(hào)進(jìn)行疊加,其效果類(lèi)似于長(zhǎng)線陣天線連續(xù)發(fā)射和接收（其實(shí)，只需用一小天線沿此長(zhǎng)線陣軌跡方向前進(jìn)并發(fā)射和接收相干回波信號(hào)，對(duì)所記錄下的接收信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)處理，即可獲得一條合成孔徑天線的方位向高分辨率)，進(jìn)而推導(dǎo)出SAR的聚焦和非聚焦工作模式；并在1957年8月成功研制出第一個(gè)聚焦式光學(xué)處理機(jī)載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)，獲得了第一幅全聚焦SAR圖像，從此SAR技術(shù)進(jìn)入實(shí)用性階段。六十年代中期，借助于模擬電子處理器的非實(shí)時(shí)成像處理,SAR光學(xué)處理技術(shù)得到進(jìn)一步完善，同時(shí)開(kāi)展了多頻多極化SAR應(yīng)用技術(shù)的研究；六十年代末，Michigan環(huán)境研究院成功地研制出第一個(gè)民用雙頻雙極化機(jī)載SAR系統(tǒng)，主要用于北極海洋成像，同時(shí),使用數(shù)字電子處理器進(jìn)行非實(shí)時(shí)成像處理。七十年代，隨著電子技術(shù)，尤其是VLSICVeryLargeScaleIC，超大規(guī)模集成電路)技術(shù)的飛速發(fā)展,SAR的數(shù)字成像處理成為必然趨勢(shì)。七十年代初期，首先使用了高速數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)成像處理;七十年代后期,己開(kāi)始將合成孔徑雷達(dá)安裝在衛(wèi)星上對(duì)地球進(jìn)行大面積成像。1978年，美國(guó)成功地發(fā)射了SEASAT—A衛(wèi)星,采用L波段、水平極化方式。從此開(kāi)創(chuàng)了星載合成孔徑雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)研究的歷史。八十年代，美國(guó)又成功地研制了一系列多頻、多極化、多入射角機(jī)載SAR。其它一些國(guó)家也先后開(kāi)展了機(jī)載SAR技術(shù)的研究.美國(guó)于1981年11月和1984年10月分別發(fā)射了“航天飛機(jī)成像雷達(dá)”之一SIR—A和之二SIR—B，1994年發(fā)射了SIR—C/X—SAR；前蘇聯(lián)也于1991年3月發(fā)射了Almaz-1星載SAR;歐空局于1991年7月發(fā)射了ERS—1;日本于1992年2月發(fā)射了JERS-1；1995年初，加拿大發(fā)射了星載合成孔徑雷達(dá)Radarsat.目前，國(guó)外的機(jī)載SAR主要有：美國(guó)的AN/APD-10，ERIMX/SIR，ERIM/CCRS，德國(guó)的E—SAR；丹麥SAR系列等.已發(fā)射的星載SAR主要有：美國(guó)的SEASAT-A，SIR-A,SIR-B，SIR-C及“曲棍球”雷達(dá)成像衛(wèi)星；歐洲空間局的ERS—1，日本JERS—1，加拿大的RADARSAT等.即將發(fā)射的EOSSAR，作為研究全球變化的多平臺(tái)EOS(EarthObservationSatellites)的一個(gè)重要組成部分，具有以下優(yōu)點(diǎn):三個(gè)波段(L，C,X)，多極化(于L波段，四種極化方式；于c，x波段，兩種極化方式），可變分辨率,可變測(cè)繪帶寬（30－500km）,可變?nèi)肷浣?150-500),長(zhǎng)工作壽命（15年）等，EOSSAR代表著未來(lái)星載合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展方向。合成孔徑雷達(dá)發(fā)展歷程表1951年6月美國(guó)古德依爾宇航公司的威利首先提出最初的頻率分析的方法改善雷達(dá)的角分辨力，他將其稱(chēng)為多譜勒波束銳化。與此同時(shí)，伊里諾斯大學(xué)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究小組采用相干機(jī)載側(cè)視面雷達(dá)數(shù)據(jù)，研究運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)。1952年，C.W.Shervin第一次提出了采用相位校正的全聚焦陣列概念，另外他還提出了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償概念。正是這些新思想最終導(dǎo)致了X－波段相干雷達(dá)的研制。1953年獲得第一幅SAR圖像。1957年美國(guó)密歇根大學(xué)雷達(dá)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制的SAR系統(tǒng)獲得第一張全聚焦的SAR圖像。1958年，美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)(UniversityofMichigan)的雷達(dá)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)室在L.J.Cutrona的領(lǐng)導(dǎo)下，用他們研制的雷達(dá)進(jìn)行飛行試驗(yàn),用光學(xué)相關(guān)器件將相干雷達(dá)視頻信號(hào)變成了高分辨的圖像。在1967年Greenberg首先提出在衛(wèi)星上安裝SAR的設(shè)想。由于衛(wèi)星飛行高度高測(cè)繪帶寬，可以大面積成像等優(yōu)點(diǎn)，科學(xué)家開(kāi)始著手進(jìn)行航天飛機(jī)、衛(wèi)星等作為載體的空載SAR的研究，并取得了巨大進(jìn)展。直到60年代末、70年代初，美國(guó)宇航局NASA主持了一些民用SAR系統(tǒng)的研制，主要研究單位是密西根環(huán)境研究所（EnvironmentalResearchInstituteofMichigan,ERIM)和噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室(JetPropulsionLaboratory,JPL）.20世紀(jì)70年代美國(guó)密歇根環(huán)境研究所（ERMI)和國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL)研制出1。25GHz和9GHz多極化合成孔徑雷達(dá).1972年JPL進(jìn)行了L波段星載SAR的機(jī)載校飛。1975年,NASA將SAR作為Seasat任務(wù)的一部分。由于SAR在Seasat任務(wù)中的突出表現(xiàn)，使得星載SAR得到高度重視，成為合成孔徑雷達(dá)的一個(gè)重要發(fā)展方向。1978年5月美國(guó)宇航局（NASA)成功地發(fā)射了全球第一顆裝載了空間合成孔徑雷達(dá)的人造地球衛(wèi)星（Seasat-a）,對(duì)地球表面1億平方公里的面積進(jìn)行了測(cè)繪。Seasat衛(wèi)星的高度約800公里，工作波段為L(zhǎng)波段，測(cè)繪帶寬為100公里.Seasat衛(wèi)星具有很大的全球覆蓋率，轉(zhuǎn)發(fā)了不同地形特征的SAR數(shù)據(jù)，獲得了大量過(guò)去未曾有過(guò)的信息，引起了科學(xué)家們的極大重視。標(biāo)志著星載SAR己成功進(jìn)入了太空時(shí)代.1981年11月12日美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)搭載SIR—A順利升空。雷達(dá)影像上成功觀測(cè)到撒哈拉沙漠的地下古河道，顯示了SAR具有穿透地表的能力，引起國(guó)際科技界的震動(dòng)。1984年10月5日美國(guó)進(jìn)行了“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)搭載SIR-B的實(shí)驗(yàn)。SIR-A和SIR—B都源于SEASAT-A，都工作于L波段。其中SIR-A于1981年11月發(fā)射，軌道高度為252公里，分辨率為37米,而SIR-B于1984年7月發(fā)射，軌道高度為250-326公里，傾角為570，測(cè)繪帶寬為50公里，分辨率為35米。與SIR-A的主要不同點(diǎn)在于SIR-B的波束俯視角可變，而且SIR—B可采用光學(xué)和數(shù)字兩種方式記錄和處理圖像，比SEASAT的非實(shí)時(shí)數(shù)字處理的成像速度要快。1987年7月原蘇聯(lián)發(fā)射的“COSMOS-1870”衛(wèi)星上配備了一部分辨率為25米的S波段ALMAZ—ISAR系統(tǒng).該雷達(dá)的特點(diǎn)是天線雙側(cè)視，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2年，是第一部長(zhǎng)期運(yùn)行的空間合成孔徑雷達(dá)。美國(guó)NASAIJPL實(shí)驗(yàn)室于1988年研制的AIRSAR，功能齊全，有P，L,C三個(gè)波段。具有全極化能力，能同時(shí)產(chǎn)生12個(gè)數(shù)據(jù)通道的分辨率為10×10米的SAR圖像。1988年12月2日，美國(guó)航天飛機(jī)“亞特蘭蒂斯”號(hào)將“長(zhǎng)曲棍球（Lacrosse）”軍事偵察衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,這是世界上第一顆高分辨率雷達(dá)成像衛(wèi)星。它可以全天候、全天時(shí)監(jiān)視前蘇聯(lián)裝甲部隊(duì)的活動(dòng),分辨率以達(dá)到1米左右。1989年NASA開(kāi)展了一項(xiàng)星球雷達(dá)任務(wù)——Magellan雷達(dá)觀測(cè)金星計(jì)劃，將SAR拓展到研究其他星球的重要工具之一。德國(guó)宇航局于80年代中期開(kāi)發(fā)機(jī)載合成孔徑雷達(dá)，并于1988年和1989年先后研制成功線性極化C波段和X波段SAR系統(tǒng)，1990年又?jǐn)U展到L波段。該雷達(dá)系統(tǒng)具有全極化方式,分辨率為2.4×4米，測(cè)繪帶寬為4公里,投射角為200-270。丹麥于1989年研制成功C波段機(jī)載合成孔徑雷達(dá),該系統(tǒng)具有靈活的性能指標(biāo)，其分辨率、測(cè)繪帶寬、和成像幾何布局均可調(diào)節(jié).測(cè)繪帶寬分別為12、24、48公里，距離向和方位分辨率分別為2、4、8米，最大作用距離為80公里，該系統(tǒng)的性能指標(biāo)接近于美國(guó)的J—STARS。從九十年代起,對(duì)能夠提供三維信息的干涉式SAR的研究引起了世界各國(guó)的格外關(guān)注，成為SAR技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn).1990年8月美國(guó)又成功地發(fā)射了“麥哲倫號(hào)”太空飛船，裝備有SAR系統(tǒng)以用于對(duì)金星表面進(jìn)行成像研究；同時(shí)在機(jī)載SAR方面，美國(guó)仍處于領(lǐng)先地位。在美國(guó)發(fā)展SAR技術(shù)的同時(shí)，前蘇聯(lián)、歐空局及日本也相繼發(fā)射了星載SAR衛(wèi)星，其中ERS—1和ERS-2就是歐空局成員國(guó)共同研制的，具有全系統(tǒng)校準(zhǔn)能力，提高了圖像質(zhì)量。1991年3月8日,NASA發(fā)射長(zhǎng)曲棍球—2.1991年3月31日COSMOS—1870的改進(jìn)型ALMAZ—1由前蘇聯(lián)發(fā)射上天,搭載S波段SAR.1991年7月1日，歐空局發(fā)射了ERS—1空間合成孔徑雷達(dá)，運(yùn)行3年，該雷達(dá)系統(tǒng)采用準(zhǔn)極地軌道，平均高度為785公里。測(cè)繪帶寬為100公里，分辨率為30米,工作于C波段，垂直極化方式，該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)姿態(tài)的動(dòng)態(tài)控制。根據(jù)ERS—1的特性，可獲得大量的星載SAR三維成像試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，許多科學(xué)家利用ERS—1的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維SAR成像研究，得到了較為滿意的結(jié)果。它1991年3月前蘇聯(lián)發(fā)射了ALMAZ-II合成孔徑雷達(dá),其軌道高度為300公里，投射角可變，范圍為300—600。雙側(cè)視，每側(cè)的測(cè)繪帶寬為350公里，分辨率為15-30米，工作于S波段,水平極化方式。1992年2月，日本發(fā)射了JERS—A空間合成孔徑雷達(dá)，L波段，運(yùn)行2年，軌道高度為568公里,投射角為38.50。測(cè)繪帶寬為75公里，分辨率為18×24米,工作于L波段，水平極化。1993年9月，美國(guó)宇航局航天飛機(jī)成像雷達(dá)SIR-C/X-SAR發(fā)射成功,該雷達(dá)是全世界第一部多波段（L，C,X波段）、多極化、多投射角空間合成孔徑雷達(dá)。軌道高度為250--325公里，投射角在170—630范圍內(nèi)可變，測(cè)繪帶可在15—90公里范圍內(nèi)可變,分辨率為25米.其中SIR-C工作于L,C波段，有4種極化方式，X-SAR工作于X波段,只有一種（VV）極化方式。采用多波段工作可以研究地物對(duì)不同頻率的響應(yīng)，以此來(lái)區(qū)分和鑒別地物目標(biāo)。1994年NASA、DLR（德國(guó)空間局）和ASI（意大利空間局)共同進(jìn)行了航天飛機(jī)成像雷達(dá)飛行任務(wù)SIR—C/X—SAR,分別在1994年4月9日到20日和9月30日到10月11日進(jìn)行了兩次飛行。SIR—C由NASA負(fù)責(zé)完成，是一部雙頻（L波段、C波段）全極化雷達(dá)。X—SAR由DLR和ASI共同建造，為單頻X波段，單極化VV雷達(dá).SIR—C/X-SAR首次實(shí)現(xiàn)了利用多頻、多極化雷達(dá)信號(hào)從空中對(duì)地球進(jìn)行觀測(cè),SIR—C圖像數(shù)據(jù)有助于人們深入理解現(xiàn)象背后的物理機(jī)理，深入開(kāi)展植被、土壤濕度、海洋動(dòng)力學(xué)、火山活動(dòng)、土壤侵蝕和沙化等多項(xiàng)科學(xué)研究工作。1995年4月21日年ERS-2發(fā)射升空。1995年11月4日加拿大成功發(fā)射了其第一顆資源調(diào)查衛(wèi)星RADARSAT-1,軌道高度800公里,投射角為100—600。測(cè)繪帶寬為45—500公里，分辨率為10—100米，工作于C波段,水平極化方式。該星為商業(yè)應(yīng)用和科學(xué)研究提供全球冰情、海洋和地球資源數(shù)據(jù)。1996年NASA開(kāi)展了第二項(xiàng)星球雷達(dá)任務(wù)——觀測(cè)土星的Cassini任務(wù),用于開(kāi)展觀測(cè)Titan表面的物理狀態(tài)、地形和組成成分等多項(xiàng)任務(wù),進(jìn)而推測(cè)其內(nèi)部構(gòu)造。1997年10月24日，NASA發(fā)射長(zhǎng)曲棍球—3。2000年2月11日NASA和NIMA（美國(guó)國(guó)家測(cè)繪局）聯(lián)合進(jìn)行了為期11天的航天飛機(jī)地形測(cè)繪任務(wù)（SRTM).采用60米長(zhǎng)的可展開(kāi)天線桿進(jìn)行干涉測(cè)量.2000年8月17日,NASA發(fā)射長(zhǎng)曲棍球-4。2002年3月1日，ESA發(fā)射Envisat衛(wèi)星，搭載ASAR.2005年4月30日,NASA發(fā)射長(zhǎng)曲棍球-5。2006年1月24日，日本發(fā)射ALOS，搭載PALSAR。目前，一些發(fā)達(dá)國(guó)家正在籌劃和研制新的可長(zhǎng)期進(jìn)行觀測(cè)的各種技術(shù)先進(jìn)的空間雷達(dá)衛(wèi)星。如歐洲空間局預(yù)計(jì)發(fā)射的ASAR是到目前為止正在研制的最先進(jìn)的星載SAR;美國(guó)下一個(gè)計(jì)劃是發(fā)射SIR-D，預(yù)計(jì)2005年將研制成功，投入實(shí)用，它將是多頻段(可能有4個(gè))、多極化的星載成像雷達(dá).目前合成孔徑雷達(dá)分辨率己經(jīng)達(dá)到0.lm數(shù)量級(jí)。縱觀國(guó)外空間SAR的發(fā)展過(guò)程,可以看出隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，SAR的水平和功能也在不斷提高。可以相信,科學(xué)家們將不斷地挖掘SAR的技術(shù)潛力，為人類(lèi)的需要服務(wù).世界各國(guó)的SAR系統(tǒng)詳情請(qǐng)參照研學(xué)論壇中“世界星載SAR發(fā)展綜述.rar”。我國(guó)的發(fā)展概況目前，SAR發(fā)展水平的高低己經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家軍事力量與綜合國(guó)力水平的標(biāo)志之一,其發(fā)展受到各國(guó)越來(lái)越多的重視.根據(jù)我國(guó)的迫切需要和國(guó)際上SAR技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)還安排了高分辨率機(jī)載SAR系統(tǒng)、部署了SAR定標(biāo)技術(shù)、SAR干涉技術(shù)等一系列前沿課題和相關(guān)的應(yīng)用研究。70年代中期，中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所率先開(kāi)展了SAR技術(shù)的研究。1979年取得突破，研制成功了機(jī)載SAR原理樣機(jī),獲得我國(guó)第一批雷達(dá)圖像。目前機(jī)載SAR系統(tǒng)已成為我國(guó)民用遙感的有效工具，近年來(lái)多次在我國(guó)洪澇監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用。自80年代末，國(guó)家863計(jì)劃部署了發(fā)展SAR及相關(guān)技術(shù)的一系列課題，其中中國(guó)雷達(dá)衛(wèi)星一號(hào)列為863計(jì)劃重大項(xiàng)目，由中科院電子所、電子科技大學(xué)、航天總公司五院和北京航空航天大學(xué)聯(lián)合攻關(guān),將于最近發(fā)射升空。中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心開(kāi)展了微波遙感系統(tǒng)與機(jī)理、空間微波遙感技術(shù)與遙感器、遙感信息的傳輸和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究。先后建立了陸基、機(jī)載及星載主動(dòng)、被動(dòng)微波遙感器。主要包括:雷達(dá)高度計(jì)、微波散射計(jì)和輻射計(jì)。并己應(yīng)用于地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、海洋等領(lǐng)域研究中。另外,電子科技集團(tuán)公司第14所，38所以及航天607所等單位在開(kāi)展機(jī)載，星載SAR的成像以及信號(hào)處理方面的研究。我國(guó)SAR研究歷程表1976年開(kāi)始了SAR的研究工作;1979年電子所成功地研制出機(jī)載SAR模樣機(jī)，并獲得我國(guó)第一幅合成孔徑雷達(dá)圖像，圖象的距離分辨率為180米，方位分辨率為30米,采用光學(xué)記錄、光學(xué)成像;1980年12月，第二臺(tái)改進(jìn)SAR系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),發(fā)射峰值功率提高到10KW,采用了脈沖壓縮技術(shù)，并增加了天線穩(wěn)定伺服平臺(tái)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路，分辨率提高到15×15米；1983年成功研制出單通道、單極化(HH）和單側(cè)視機(jī)載SAR系統(tǒng)，采用聲表面波器件進(jìn)行距離向脈沖展寬與壓縮，并增加了地速補(bǔ)償與慣導(dǎo)系統(tǒng).首次實(shí)現(xiàn)連續(xù)大面積成象；1986年進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了機(jī)載SAR回波信號(hào)的非實(shí)時(shí)數(shù)字成像處理；1987年，我國(guó)“863”計(jì)劃正式提出了星載SAR的研究任務(wù)，這標(biāo)志著我國(guó)在空間成像領(lǐng)域邁出了具有重大意義的一步。1987年電子所研制成功多條帶、多極化機(jī)載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)，雷達(dá)工作在X波段，可以從HH、VV、HV、VH四種極化形式中任選一種工作，具有雙側(cè)視功能，圖象分辨率為10米×10米，采用光學(xué)記錄、光學(xué)成像.1990年成功研制出“機(jī)載SAR實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)”；1994年成功研制出X波段、多極化、多通道、數(shù)字成像處理分辨率為10米的機(jī)載SAR系統(tǒng)及其“機(jī)載SAR實(shí)時(shí)數(shù)字成像處理器"系統(tǒng),系統(tǒng)吞吐量在載機(jī)最大飛行速度時(shí)達(dá)到1幀/3min，每幀圖像35km×35km。并獲得我國(guó)第一批機(jī)載SAR實(shí)時(shí)數(shù)字成像處理圖像；2000年成功研制出2。5米分辨率機(jī)載SAR及其實(shí)時(shí)數(shù)字成像處理器系統(tǒng)，它標(biāo)志著我國(guó)機(jī)載SAR及其數(shù)字成像處理技術(shù)應(yīng)用研究己達(dá)到目前國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。在機(jī)載SAR方面，我國(guó)于1979年9月獲得了第一張機(jī)載SAR圖像,該雷達(dá)系統(tǒng)工作在X波段，飛行高度為6000-7000米，測(cè)繪帶寬為9公里,最大作用距離為24公里,分辨率為180×30米，沒(méi)有采用脈沖壓縮技術(shù)。在星載SAR方面，1987年我國(guó)“863”計(jì)劃正式提出了星載SAR的研究任務(wù),這標(biāo)志著我國(guó)在空間成像領(lǐng)域邁出了重要一步。中科院電子所自1988年就開(kāi)始了相關(guān)的總體設(shè)計(jì)和論證工作；1990年完成了單極化星載SAR系統(tǒng)可行性論證；1993年完成了“星載SAR工程樣機(jī)方案”,1995年通過(guò)了樣機(jī)設(shè)計(jì)評(píng)審；1997年完成了工程樣機(jī)的研制，5×5米分辨率，數(shù)字記錄，數(shù)字成像.經(jīng)過(guò)多年的努力,電子科技大學(xué)雷達(dá)成像實(shí)驗(yàn)室在SAR成像算法，SAR平臺(tái)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，SAR運(yùn)動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測(cè)和SAR成像并行算法研究等方面取得了很大發(fā)展.干涉合成孔徑雷達(dá)（INSAR:InterferometricSAR）技術(shù)，也就是三維SAR成像處理技術(shù)則是國(guó)際上近年興起的一種高新技術(shù)，是SAR領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前，正在開(kāi)展雙頻、多極化機(jī)載SAR和星載SAR的研制工作.下圖為我國(guó)自行研制的SAR系統(tǒng)拍攝的圖像。國(guó)內(nèi)各單位的研究現(xiàn)狀電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)雷達(dá)成像研究室近幾年一直在進(jìn)行星載InSAR三維成像的研究，并承擔(dān)了國(guó)防科工委的“9609”工程項(xiàng)目中的“三維SAR成像處理技術(shù)研究”。電子科技大學(xué)與電子部第38研究所在“八五”期間共同承擔(dān)了重點(diǎn)軍事預(yù)研項(xiàng)目“機(jī)載遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)偵察雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)”的課題,電子科技大學(xué)主要負(fù)責(zé)信號(hào)處理的任務(wù)，并于1995年研制成功全數(shù)字機(jī)載SAR實(shí)時(shí)信號(hào)處理機(jī)。該研究成果于1995年11月參加了“八五科技成果展”，并于1996年3月通過(guò)了電子工業(yè)部主持的鑒定.中科院電子所70年代后期,中國(guó)科學(xué)院電子研究所開(kāi)展了機(jī)載SAR的研究工作，在1983年得到了光學(xué)處理的地形圖像,并在后來(lái)的工作中對(duì)機(jī)載SAR系統(tǒng)和信號(hào)處理作了進(jìn)一步改進(jìn)和改善。另外，航天工業(yè)總公司607所、電子科技集團(tuán)公司第14所、電子科技集團(tuán)公司第38所研制的機(jī)載SAR也獲得了初步成功.近年來(lái)中國(guó)科學(xué)院電子研究所和航天工業(yè)總公司分別組織力量正在從事星載SAR系統(tǒng)的研究和研制；國(guó)內(nèi)的一些高校和研究所也一直在開(kāi)展星載SAR的信號(hào)處理方面的研究，并取得了一批研究成果。自80年代末，國(guó)家863計(jì)劃部署了發(fā)展SAR及相關(guān)技術(shù)的一系列課題，其中“星載SAR模樣機(jī)研制”列為863計(jì)劃重大項(xiàng)目，安排中科院電子所為總體單位,航天總公司五院504所、501所和電子部14所參加，承擔(dān)大型有源天線研制工作。1998年夏順利通過(guò)了驗(yàn)收，在經(jīng)過(guò)星載SAR關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)后，最近中國(guó)雷達(dá)衛(wèi)星一號(hào)已批準(zhǔn)列入型號(hào)任務(wù)。自“八五”“九五”以來(lái),根據(jù)國(guó)家的迫切需要和國(guó)際上SAR技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)還安排了雷達(dá)及其SAR成像處理技術(shù)相配套的工程任務(wù),其中包括機(jī)載高分辨雷達(dá)系統(tǒng)，部署了SAR定標(biāo)技術(shù)、SAR干涉技術(shù)等一系列前沿課題和相關(guān)的應(yīng)用研究。國(guó)防科技大學(xué)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院承擔(dān)了“十五”國(guó)防預(yù)研項(xiàng)目“無(wú)人機(jī)載超寬帶合成孔徑雷達(dá)技術(shù)”，以穿透葉簇對(duì)隱蔽目標(biāo)高分辨成像探測(cè)為應(yīng)用背景。本課題來(lái)源于該項(xiàng)目中的子項(xiàng)目“SAR信息處理技術(shù)研究”，其內(nèi)容涉及在所構(gòu)建的信息處理平臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、射頻千擾抑制、成像、目標(biāo)檢測(cè)、圖像校準(zhǔn)等處理,同時(shí)具備為開(kāi)展廣泛的信息處理算法研究提供有效的計(jì)算環(huán)境。經(jīng)過(guò)課題組不懈努力，現(xiàn)已構(gòu)筑了性能優(yōu)良的超寬帶SAR信息處理系統(tǒng)，并己實(shí)用于機(jī)載超寬帶SAR飛行試驗(yàn)中，信息處理效果良好。西安電子科技大學(xué)西安電子科技大學(xué)電子對(duì)抗研究所一直從事SAR與ISAR的信號(hào)處理研究，實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)了各種數(shù)字成像算法。合成孔徑雷達(dá)的應(yīng)用SAR自五十年代問(wèn)世以來(lái)，首先在軍事偵察方面獲得了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。如在1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)聯(lián)合監(jiān)視和目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)（Joint—Stars）中的高分辨率機(jī)載SAR與“長(zhǎng)曲棍球"（Lacrosse)星載SAR系統(tǒng)相配合，完全覆蓋了海灣和地中海地區(qū)，有效地保障了戰(zhàn)前的準(zhǔn)備和戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)的需要，在戰(zhàn)爭(zhēng)中始終處于主動(dòng)地位.星載合成孔徑雷達(dá)是集航天技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的高科技裝備，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中有極大的應(yīng)用價(jià)值。星載合成孔徑雷達(dá)特別是軍用星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng),具有很高的空間分辨率（1—3米，或更高）、很寬的可觀測(cè)帶寬(1000千米以上）和即時(shí)測(cè)繪帶寬(50-100千米）等突出優(yōu)點(diǎn)；它不會(huì)受到云霧和日照的限制。多顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星和光學(xué)衛(wèi)星組網(wǎng)構(gòu)成的圖象情報(bào)獲取系統(tǒng),既可以對(duì)國(guó)軍事目標(biāo)進(jìn)行長(zhǎng)期的、大范圍戰(zhàn)略偵察和軍事測(cè)繪,又可以根據(jù)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展,對(duì)局部戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行高分辨率、高重復(fù)性的戰(zhàn)術(shù)偵察和打擊效果評(píng)估等。例如在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美國(guó)利用其“長(zhǎng)曲棍球"雷達(dá)衛(wèi)星，不僅能夠偵察到伊軍的裝甲部隊(duì)，而且可以偵察到隱蔽在樹(shù)林中的機(jī)動(dòng)導(dǎo)彈部隊(duì)，并多次發(fā)現(xiàn)伊軍隱藏在干沙地表下的重要軍事設(shè)施。又例如在美國(guó)國(guó)家航天局、國(guó)家圖象地圖局、國(guó)防部,以及德國(guó)和意大利航天局共同支持下，2000年2月美國(guó)“奮進(jìn)號(hào)”航天飛機(jī)上搭載的SIR-C/X合成孔徑雷達(dá)利用相距60米的兩部天線，精確地完成了全部地球表面的三維地形測(cè)繪.合成孔徑雷達(dá)在軍事領(lǐng)域的主要應(yīng)用：①戰(zhàn)略應(yīng)用—全天候全球戰(zhàn)略偵察，全天候海洋軍事動(dòng)態(tài)監(jiān)視,戰(zhàn)略導(dǎo)彈終端要點(diǎn)防御的目標(biāo)識(shí)別與攔截,戰(zhàn)略導(dǎo)彈多彈頭分導(dǎo)自動(dòng)導(dǎo)引，軌道平臺(tái)開(kāi)口的識(shí)別與攔截,對(duì)戰(zhàn)略地下軍事設(shè)施的探測(cè)。②戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用—全天候重點(diǎn)戰(zhàn)區(qū)軍事去態(tài)監(jiān)視，大型坦克群的成像監(jiān)視，反坦克雷場(chǎng)的探測(cè).③特種應(yīng)用-強(qiáng)雜波背景下的目標(biāo)識(shí)別，低空與超低空目標(biāo)的探測(cè)與跟蹤，精密測(cè)向與測(cè)高，隱形目標(biāo)散射特性的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量等。在民用方面，由于SAR圖像主要反映了目標(biāo)物的兩類(lèi)特性，一是目標(biāo)物的幾何結(jié)構(gòu)特性，即目標(biāo)的表而粗糙度,幾何結(jié)構(gòu)，分布方向、方位；一是目標(biāo)物的介電特性,與目標(biāo)物的含水量有很大的相關(guān)性，因此，使合成孔徑雷達(dá)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水文、地質(zhì)、海洋、洪水檢測(cè)、測(cè)繪、減災(zāi)防災(zāi)等很多方面都有廣泛的應(yīng)用.在地質(zhì)和礦物質(zhì)資源勘探方面。SAR用來(lái)普查地質(zhì)結(jié)構(gòu)，研究地質(zhì)、巖石及礦物分布。在地形測(cè)繪和制圖學(xué)方面,SAR可用來(lái)測(cè)繪大面積地形圖，對(duì)常年被濃霧和云層覆蓋的區(qū)域尤其有效。在海洋運(yùn)用方面，它可用來(lái)研究大面積海浪特性、海洋冰分布、海洋污染，測(cè)繪海洋圖,監(jiān)視海藻生長(zhǎng)等.在水資源方面，它可用來(lái)測(cè)定土壤濕度,估定降雨量,研究湖泊冰覆蓋、地面雪覆蓋等情況。在農(nóng)業(yè)和林業(yè),它可用于鑒別農(nóng)作物,研究農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài),估計(jì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，研究自然植被分布、森林覆蓋、森林生長(zhǎng)狀態(tài),估計(jì)森林災(zāi)情等.在天文學(xué)方面,SAR已獲取近70％的金星（Venus）表面圖象,相信它將成為研究象金星和土衛(wèi)六(Titan)這樣常年被云層覆蓋的星體的有效工具?？傊琒AR在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究和軍事技術(shù)等方面起到了極為重要的作用。合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，SAR技術(shù)正朝著能夠?yàn)槿藗兲峁└鼜V、更豐富的目標(biāo)信息的方向發(fā)展。未來(lái)SAR技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)主要有：高分辨率和超高分辨率成像；多波段，多極化，可變視角和多模式；能夠產(chǎn)生目標(biāo)三維圖像的干涉SAR；動(dòng)目標(biāo)成像；實(shí)時(shí)SAR成像處理器。其中追求更高分辨率成像是SAR技術(shù)發(fā)展的核心.2000年2月，美國(guó)奮進(jìn)號(hào)航大飛機(jī)順利地實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的高精度三維成像，在全世界引起了小小的震動(dòng)。當(dāng)前一些發(fā)達(dá)國(guó)家正在籌劃和研制新的可長(zhǎng)期進(jìn)行觀測(cè)的各種技術(shù)先進(jìn)的空間雷達(dá)衛(wèi)星.如歐洲空間局預(yù)計(jì)發(fā)射的ASAR是到目前為止正在研制的最先進(jìn)的星載SAR；美國(guó)下一個(gè)計(jì)劃是發(fā)射Sir一D，它將是多頻段(可能有4個(gè))、多極化的星載成像雷達(dá).另外，美國(guó)目前正在進(jìn)行“發(fā)現(xiàn)者二號(hào)”天基雷達(dá)的研究.縱觀國(guó)外空間SAR的發(fā)展過(guò)程，隨著需求的擴(kuò)增和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，合成孔徑雷達(dá)技術(shù)主要向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）未來(lái)的星載SAR將越來(lái)越多地使用多頻段、多極化、可變視角和可變波束的有源相控陣天線,且向著柔性可展開(kāi)的輕型薄膜天線方向發(fā)展；（2）未來(lái)的星載SAR將進(jìn)一步向著超高分辨率和多模式工作方向發(fā)展；（3）干涉式合成孔徑雷達(dá)技術(shù)將獲得進(jìn)一步的發(fā)展；(4）動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與動(dòng)目標(biāo)成像技術(shù)將取得新的突破；（5)星載SAR的小型化技術(shù)和星座對(duì)地觀測(cè)技術(shù)將受到更大的重視；（6）星載SAR的校準(zhǔn)技術(shù)，特別是極化雷達(dá)、ScanSAR和InSAR校準(zhǔn)技術(shù)將受到更大的重視和發(fā)展；(7）實(shí)時(shí)信號(hào)處理和先進(jìn)的成像技術(shù);（8)小衛(wèi)星SAR和無(wú)人機(jī)SAR等.1996年3月，在德國(guó)的克尼希斯溫特召開(kāi)了第一次歐洲合成孔徑雷達(dá)(USAR）會(huì)議。歐洲合成孔徑雷達(dá)會(huì)議反映了合成孔徑雷達(dá)技術(shù)當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)，其中心問(wèn)題是圖象生成及評(píng)估。而現(xiàn)在，有朝著干涉測(cè)量合成孔徑雷達(dá)方向發(fā)展的強(qiáng)勁趨勢(shì)目前動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和成象的興趣正在迅速上升.美國(guó)已經(jīng)投入巨額資金到新一代成像雷達(dá)的研制中，預(yù)計(jì)2005年將研制成功，投入實(shí)用。多參數(shù)SAR系統(tǒng)SAR不同的極化方式能使被探測(cè)的地物具有不同的電磁響應(yīng),即具有不同的后向散射特性，地物層次變化對(duì)比亦不相同。因此,采用多極化方式，可以顯著改善信號(hào)和圖像的詳細(xì)性和可靠性，再加上在不同頻段和不同的視角下對(duì)地觀測(cè)，就可以完整地定量分析地面目標(biāo)的雷達(dá)散射特性。正是如此，多參數(shù)SAR系統(tǒng)必將會(huì)越來(lái)越受到重視.聚束SAR聚束式工作模式，是指在SAR飛行過(guò)程中,通過(guò)調(diào)整天線波束的指向，使波束始終“聚焦”照射在同一目標(biāo)區(qū)域。由于實(shí)行了“聚束”手段，增加了SAR在方位向的合成孔徑時(shí)間，等效地增加了合成孔徑的長(zhǎng)度，根據(jù)SAR方位向的理論極限分辨率約為天線方位向尺寸的一半,由此可以提高SAR方位向的分辨率。顯然，SAR以聚束模式工作時(shí)不能形成連續(xù)的地面觀測(cè)帶,但它獲得的高方位分辨率在許多應(yīng)用場(chǎng)合是非常有價(jià)值的.因此，聚束SAR技術(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾?。美?guó)密執(zhí)安環(huán)境研究所（ERIM）與空軍共同開(kāi)發(fā)的聚束SAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以在幾百米到幾千米區(qū)域范圍，獲得距離和方位分辨率均達(dá)到1m的高分辨率圖像。ERIM與海軍聯(lián)合開(kāi)發(fā)的P-3ASAR系統(tǒng),方位分辨率達(dá)0.66m。美國(guó)Norden公司研制的APG-76（V）雷達(dá)以聚束照射模式工作時(shí)，方位分辨率可以達(dá)到0。3m。SAR實(shí)現(xiàn)聚束模式工作，需要解決幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：天線波束控制、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和高分辨率成像處理算法等。極化干涉SAR（POLINSAR）極化干涉SAR（PolarimetricSARInterferometry）通過(guò)極化和干涉信息的有效組合,可以同時(shí)提取觀測(cè)對(duì)象的空間三維結(jié)構(gòu)特征信息和散射信息，為微波定量遙感、高精度數(shù)字高程信息和觀測(cè)對(duì)象細(xì)微形變信息的提取提供了可能性。POLINSAR系統(tǒng)研制、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和應(yīng)用研究己成為國(guó)外SAR技術(shù)研究的熱點(diǎn).1997年德國(guó)DLR的E-SAR機(jī)載L/P波段重復(fù)軌道全極化系統(tǒng)、1998年NASA/JPLTOPSAR和AIRSAR機(jī)載C波段單軌道極化干涉系統(tǒng)分別都得到了幾組相干的全極化數(shù)據(jù)。最近，日本的JPiSAR機(jī)載X/L波段全極化、X波段垂直軌跡單軌道干涉系統(tǒng)也收集到了相應(yīng)的數(shù)據(jù)。2000年2月的SRTM計(jì)劃是1994年NASAJPL實(shí)驗(yàn)室的SIR-C/X—SAR任務(wù)的延續(xù)，首次在航天飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)了L、C波段雙天線單航跡的全極化干涉。這次任務(wù)還對(duì)部分地區(qū)進(jìn)行了重復(fù)航跡的觀測(cè)，獲取了全球80％陸地覆蓋的高精度全極化干涉數(shù)據(jù).這些相同獲得的大量全極化干涉數(shù)據(jù)，大大地推動(dòng)了極化SAR干涉技術(shù)的研究。經(jīng)過(guò)幾年的研究，POLINSAR數(shù)據(jù)處理算法、圖像特征提取和地物分類(lèi)算法正逐步被研究人員實(shí)現(xiàn)、測(cè)試并證實(shí)，并分別于2003年和2005年舉行了全球范圍的POLINSAR研討會(huì).POLINSAR可應(yīng)用于地表植被高度估計(jì)、高精度DEM提取、地物分類(lèi)和參數(shù)反演、區(qū)域變化檢測(cè)以及探地等方面。合成孔徑激光雷達(dá)（SyntheticApertureLadar）激光雷達(dá)作為一種高靈敏度雷達(dá)，不僅能探測(cè)和跟蹤目標(biāo)、獲得目標(biāo)方位、速度信息及普通雷達(dá)不能得到的其他信息,而且還能完成普通雷達(dá)不能完成的任務(wù)，如探測(cè)隱身飛機(jī)、潛艇、生化戰(zhàn)劑等，因此它被廣泛應(yīng)用于航空遙感、大氣監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星探測(cè)、軍事偵察等方面。但激光雷達(dá)也有波束窄、不適于大面積搜索等缺點(diǎn)，因此研究新體制的激光雷達(dá)具有很重要的意義。利用激光器作輻射源的SAL使用了合成孔徑技術(shù)，而且由于工作頻率遠(yuǎn)高于微波，對(duì)于相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相同的目標(biāo)可產(chǎn)生更大的多普勒頻移。因此不僅克服了普通激光雷達(dá)波束窄、搜索目標(biāo)困難等缺點(diǎn)，而且能夠提供比SAR更高的方位分辨率，適合大面積的地表成像。NorthropGrumman公司在2006年8月成功設(shè)計(jì)并建造了全世界第一個(gè)SAL系統(tǒng)，并對(duì)它進(jìn)行了演示。試驗(yàn)證明，該雷達(dá)可以提供高分辨率的、接近攝影質(zhì)量的戰(zhàn)術(shù)圖像。通過(guò)對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,從而建造一個(gè)合成孔徑的新技術(shù)戰(zhàn)勝了傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)分辨率的限制,尤其是入瞳孔徑的衍射限制。合成孔徑比激光雷達(dá)接收器的物理孔徑更大,大大提高了圖像的分辨率.該系統(tǒng)是合成孔徑激光雷達(dá)戰(zhàn)術(shù)成像（SALTI）計(jì)劃第一階段的產(chǎn)物，SALTI計(jì)劃是由美國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局資助的，目的在于將雷達(dá)圖像采集和處理技術(shù)應(yīng)用到光學(xué)波長(zhǎng)范圍,Raytheon和NorthropGrumman公司是這一計(jì)劃的主要承擔(dān)者.可以拍攝戰(zhàn)術(shù)圖像的SAL將常規(guī)SAR在白天和夜晚都能拍攝遠(yuǎn)距離圖像的特點(diǎn),與高分辨率光學(xué)圖像的可判讀性以及可以利用三維圖像的性能相結(jié)合，因此可有效滿足遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)感知的需要。研究人員于3月31日－4月3日在愛(ài)德華茲空軍基地進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn).第一幅空基SAL圖像是由Raytheon公司使用光纖激光器得到的，隨后NG公司利用小型化成為星載合成孔徑雷達(dá)發(fā)展的主要趨勢(shì)隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的13益變化，大衛(wèi)星逐步暴露出一些明顯的弊端，主要體現(xiàn)于造價(jià)高昂、維護(hù)不便、應(yīng)急發(fā)射困難、戰(zhàn)術(shù)保障和快速反應(yīng)能力有限等等。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，特別是輕型天線技術(shù)、集成電路技術(shù)和固態(tài)電子器件技術(shù)等的發(fā)展大大降低了衛(wèi)星的重量和體積，使性能高、體積小、重量輕和成本低的小星載合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星研制成為可能。集成電路和固態(tài)電子器件降低了中央電子設(shè)備的重量和體積，以可展開(kāi)折疊網(wǎng)狀天線技術(shù)和輕型相控陣天線技術(shù)為主的輕型天線技術(shù)發(fā)展大大降低了天線的重量，大幅度降低了衛(wèi)星有效載荷的重量，從而降低了衛(wèi)星整體和需帶燃料的重量;另一方面高效率太陽(yáng)能技術(shù)和電池技術(shù)的發(fā)展也相對(duì)降低了能源系統(tǒng)的重量，小衛(wèi)星系統(tǒng)及其組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展改變了衛(wèi)星的工作及使用模式,縮短了衛(wèi)星系統(tǒng)有效載荷的工作時(shí)間，從而也減小了對(duì)能源系統(tǒng)的要求，進(jìn)一步降低了衛(wèi)星的重量和體積.與大衛(wèi)星相比，小衛(wèi)星的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力和快速反應(yīng)能力要強(qiáng)得多，并已經(jīng)發(fā)揮了一些作用。SAR衛(wèi)星應(yīng)用的效費(fèi)比明顯提高，SAR衛(wèi)星的研制費(fèi)用大幅降低,SAR衛(wèi)星在軍事和經(jīng)濟(jì)上的應(yīng)用越來(lái)越重要，越來(lái)越普及，研制SAR衛(wèi)星的國(guó)家越來(lái)越多，天基SAR已經(jīng)不再是少數(shù)大國(guó)的專(zhuān)利。性能技術(shù)指標(biāo)不斷提高高性能指標(biāo)的圖像始終是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研制的最終目的,高分辨率的SAR圖像在軍事上具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值,追求更高的分辨率一直是研制部門(mén)和用戶(hù)努力的方向。更高的分辨率意味著更精確的目標(biāo)分辨和識(shí)別能力、更準(zhǔn)確的情報(bào)，更精確的地形數(shù)據(jù).對(duì)軍事用戶(hù)來(lái)講,總希望得到更高分辨率的SAR圖像。近幾年來(lái),小SAR衛(wèi)星的發(fā)展非常迅速，各國(guó)紛紛開(kāi)展小衛(wèi)星項(xiàng)目的研究，但并沒(méi)有放棄獲得更高分辨率的研制工作。美國(guó)在大力規(guī)劃和發(fā)展小SAR衛(wèi)星的同時(shí)，一直在提高SAR的圖像分辨率,“長(zhǎng)曲棍球l”、“長(zhǎng)曲棍球3”和“長(zhǎng)曲棍球5”衛(wèi)星的SAR圖像分辨率就分別上了2個(gè)臺(tái)階,分辨率分別達(dá)到1m、0．5m和0．3m。除了分辨率指標(biāo)外,其他的圖像質(zhì)量指標(biāo)也同樣重要。SAR衛(wèi)星的圖像質(zhì)量指標(biāo)在不斷提高，SAR圖像的目標(biāo)定位精度越來(lái)越高。從SAR圖像的定位原理講，SAR圖像的定位精度可做到與衛(wèi)星的軌道精度在同一量級(jí)；定位精度與衛(wèi)星姿態(tài)無(wú)關(guān)，從這一點(diǎn)講,SAR衛(wèi)星圖像的定位精度優(yōu)于可見(jiàn)光傳感器衛(wèi)星圖像的定位精度。隨著SAR圖像在目標(biāo)識(shí)別和民用應(yīng)用越來(lái)越廣，對(duì)SAR圖像的定量遙感要求也越來(lái)越高，如今對(duì)SAR圖像不僅要求有高的空間分辨率，也要求有高的輻射精度.多功能、多模式是未來(lái)星載SAR的主要特征l978年美國(guó)發(fā)射的載有SAR的海洋衛(wèi)星（Seasat—A)為L(zhǎng)波段、固定入射角，單一的HH極化,現(xiàn)在在軌或正研制的SAR衛(wèi)星（或其他航天平臺(tái)的SAR)很少僅固定入射角和單一極化。今天的天基SAR，特別是星載SAR正向著多模式、多頻、多極化和可變視角波束，并具有地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示和地面高程測(cè)量功能方向發(fā)展。多模式成像主要有條帶、掃描（scanSAR）和聚束（spotlight）3種工作模式。掃描scanSAR)工作模式要求波束在距離向的快速掃描，一般采用電掃描的方式。通過(guò)改變雷達(dá)收發(fā)的極化方式,可獲得HH、VV、HV和VH（H為水平極化，V為垂直極化)不同極化的圖像。不同頻率下目標(biāo)的散射特性不同，同時(shí)獲取目標(biāo)的多頻信息，有助于目標(biāo)分類(lèi)與識(shí)別.歐洲的Terra—SAR就是X與L2個(gè)頻段,L頻段的穿透性強(qiáng)。天基星載合成孔徑雷達(dá)可通過(guò)立體像對(duì)方式或干涉SAR（InSAR)的方式獲得地面的高程信息。美國(guó)航天飛機(jī)STRM項(xiàng)目在lld左右獲得了全球80陸地的高程數(shù)據(jù)，高程精度在幾米的量級(jí)。利用相位中心重置等方法可獲得地面目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的信息，從而實(shí)現(xiàn)地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示，快速提供地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的信息,這一特點(diǎn)在軍事上具有極其重大應(yīng)用價(jià)值，可大大提高獲取地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)情報(bào)的時(shí)效性。雷達(dá)與可見(jiàn)光衛(wèi)星的多星組網(wǎng)是主要的使用模式采取星座或星隊(duì)偵察方式可有效提高時(shí)間分辨率，多星組網(wǎng)提高偵察情報(bào)的時(shí)效性,既提高時(shí)間分辨率,將航天偵察的“盲區(qū)”降至最低.與可見(jiàn)光衛(wèi)星配合使用彌補(bǔ)可見(jiàn)光成像受氣候條件限制的不足，并發(fā)揮SAR具有一定的穿透能力，揭露偽裝的特點(diǎn)，使各種偵察衛(wèi)星優(yōu)勢(shì)互補(bǔ).美國(guó)在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中就利用3顆“鎖眼”可見(jiàn)光偵察衛(wèi)星和2顆長(zhǎng)曲棍球雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星組成的航天偵察網(wǎng).美國(guó)人形象地將所有在軌的“鎖眼"和“長(zhǎng)曲棍球”成像偵察衛(wèi)星統(tǒng)稱(chēng)為“衛(wèi)星艦隊(duì)"（satellitefleet）.德國(guó)的SAR—Lupe項(xiàng)目是一個(gè)由5顆小SAR衛(wèi)星組成的軍事專(zhuān)用衛(wèi)星系統(tǒng)，COSMOSkyMed是意大利航天局的一個(gè)低軌道、軍民兩用地球觀測(cè)星座,由4顆用X波段工作的小星載合成孔徑雷達(dá)成像衛(wèi)星組成。根據(jù)意大利和法國(guó)在2001年1月底簽署的ORFEO聯(lián)合地球觀測(cè)協(xié)議,意大利的COSMO—SkyMed雷達(dá)成像星座和法國(guó)的“昴星團(tuán)”光學(xué)成像星座將共同組成ORFEO軍民兩用高分辨率地球觀測(cè)系統(tǒng)，兩國(guó)將共享該系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)，而且兩國(guó)國(guó)防部將在制定衛(wèi)星成像任務(wù)計(jì)劃方面享有優(yōu)先權(quán)。按協(xié)議規(guī)定,意大利還取得了法國(guó)“太陽(yáng)神2"軍事偵察衛(wèi)星和SPOT一5民用資源衛(wèi)星的圖像數(shù)據(jù)使用權(quán)。依靠單顆衛(wèi)星獲取情報(bào)其時(shí)效性差,獲取動(dòng)態(tài)情報(bào)的能力十分有限。隨著航天技術(shù)的不斷進(jìn)步和雷達(dá)衛(wèi)星的小型化，其成本將大幅度降低,雷達(dá)衛(wèi)星與可見(jiàn)光衛(wèi)星多星組網(wǎng)獲取動(dòng)態(tài)情報(bào)將成為一種主要的應(yīng)用模式。分布SAR成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男禽d合成孔徑雷達(dá)分布SAR并不是簡(jiǎn)單的衛(wèi)星組網(wǎng)，它是利用2顆或多顆軌道具有相互關(guān)系的衛(wèi)星配合工作,一顆衛(wèi)星發(fā)射多顆衛(wèi)星接收，或多顆衛(wèi)星發(fā)射多顆衛(wèi)星接收,實(shí)現(xiàn)單顆衛(wèi)星不能實(shí)現(xiàn)的功能,或獲得單顆衛(wèi)星不能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo).如實(shí)現(xiàn)干涉SAR成像、地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示、增加成像帶寬、提高SAR圖像分辨率等.目前，加拿大和德國(guó)均已計(jì)劃發(fā)射2顆分布式SAR(TanDEM)以實(shí)現(xiàn)高精度InSAR測(cè)量。星載合成孔徑雷達(dá)的干擾與反干擾成為電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容星載合成孔徑雷達(dá)成像衛(wèi)星作為軍事偵察衛(wèi)星系統(tǒng)必然會(huì)受到人為的電磁干擾影響，所以，研究軍事偵察衛(wèi)星系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)提高星載合成孔徑雷達(dá)的生存能力和增強(qiáng)其受干擾時(shí)的應(yīng)用效果等具有重大的實(shí)用價(jià)值，深人研究SAR的抗干擾技術(shù)具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。美國(guó)空軍早已注意到星載合成孔徑雷達(dá)在日趨密集和復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境下能否有效工作的問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)始研制能夠?qū)Ω赌壳昂臀磥?lái)威脅的抗干擾技術(shù).星載合成孔徑雷達(dá)的干擾與反干擾已成為電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容.前者通過(guò)使用電磁干擾使對(duì)方的星載合成孔徑雷達(dá)不能正常工作或者性能降低，后者采用抗干擾技術(shù)保證在電子對(duì)抗環(huán)境下己方星載合成孔徑雷達(dá)正常工作。對(duì)星載合成孔徑雷達(dá)實(shí)施干擾,大致可分為：對(duì)有效載荷的干擾、數(shù)傳鏈路的干擾和對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的干擾(包括對(duì)遙測(cè)遙控的干擾)。根據(jù)星載合成孔徑雷達(dá)的特點(diǎn)，探討星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)可采取的抗干擾措施，根據(jù)現(xiàn)有星載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),可在星上或地面采取不同的抗干擾措施。一般來(lái)講，抗干擾就是利用干擾信號(hào)和有用信號(hào)的不同特性,將干擾信號(hào)去除或降低，同時(shí)保留有用信號(hào).通?？筛鶕?jù)信號(hào)的頻率特性、空間特性、時(shí)間特性、極化特性、編碼特性等將干擾信號(hào)和有用信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，將干擾信號(hào)抑制掉。軍用和民用衛(wèi)星的界線越來(lái)越不明顯星載合成孔徑雷達(dá)在商業(yè)民用和軍事偵察上都具有比較大的應(yīng)用價(jià)值,ERS-1／2和Radarsat-1等都是以民用為主的星載合成孔徑雷達(dá)，而美國(guó)的“長(zhǎng)曲棍球”雷達(dá)衛(wèi)星、德國(guó)的SAR—Lupe雷達(dá)衛(wèi)星則是軍用偵察衛(wèi)星，商業(yè)民用和軍事偵察應(yīng)用對(duì)雷達(dá)衛(wèi)星的技術(shù)指標(biāo)的要求側(cè)重有所不同。一般來(lái)講，商業(yè)民用要求雷達(dá)衛(wèi)星具有寬的測(cè)繪帶寬和高精度的輻射定標(biāo)，并具有中等分辨率的圖像（一般低于5m)；軍事偵察在強(qiáng)調(diào)測(cè)繪帶寬的同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)高分辨率，分辨率一直是軍事偵察最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo),軍用偵察衛(wèi)星的圖像分辨率一般應(yīng)優(yōu)于1m,相關(guān)國(guó)家在提高分辨率方面投人了大量的人力物力，不斷改進(jìn)分辨率指標(biāo)。隨著衛(wèi)星技術(shù)的提高，工作模式增多，衛(wèi)星的功能和技術(shù)指標(biāo)也不斷提高，有些衛(wèi)星雖然是商業(yè)民用衛(wèi)星,也具有較大的軍事應(yīng)用價(jià)值,如加拿大的Radarsat-2衛(wèi)星，精細(xì)模式達(dá)到了3m分辨率，具有一定的軍事偵察能力。與SAR相關(guān)技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)國(guó)內(nèi)外SAR圖像相干斑抑制的研究現(xiàn)狀SAR能夠有效揭示地貌結(jié)構(gòu)和地面?zhèn)窝b，但相干斑噪聲嚴(yán)重影響了其進(jìn)一步應(yīng)用,許多學(xué)者研究了抑制相干斑噪聲方法,VictorS.Frost等人針對(duì)合成孔徑雷達(dá)圖像提出了一種抑制噪聲方法，D。T.Kuan等人推導(dǎo)了抑制加性噪聲和乘性噪聲的濾波器,Jong—SenLee提出了適合加性和乘性噪聲的濾波器，ArmandLopes根據(jù)SAR圖像的統(tǒng)計(jì)分布特點(diǎn)，提出了MAP(最大后驗(yàn)概率）濾波器。上述這些傳統(tǒng)SAR相干斑噪聲抑制方法適合于均勻區(qū)域的情況，實(shí)際上SAR圖像包含的地物種類(lèi)不止一種，近年提出的修正Lee濾波器和增強(qiáng)Frost濾波器適合平穩(wěn)和非平穩(wěn)SAR圖像區(qū)域的處理，還有增強(qiáng)MAP（最大后驗(yàn)概率）方法等。其它一些通用去噪方法如維納濾波器,卡爾曼濾波器等，以及D.L.Doholo等提出的抑制高斯噪聲的小波變換軟閾值方法也能夠較好地運(yùn)用于SAR噪聲抑制。小波變換能夠抑制噪聲，其關(guān)鍵問(wèn)題是小波域的門(mén)限如何選取，這方面己有許多學(xué)者進(jìn)行了研究.關(guān)于極化SAR相干斑的抑制，國(guó)際上從八十年代中期，己廣泛開(kāi)展了利用極化信息抑制SAR圖像相干斑的研究,以達(dá)到有效提高圖像輻射分辨力和提高極化SAR的應(yīng)用功效.到九十年代初，已有不少利用極化信息的相干斑抑制算法公開(kāi)發(fā)表，代表性的算法有：1)Zebker等的全功率(span）法,就是將各個(gè)極化通道的強(qiáng)度圖像直接進(jìn)行非相干的相加，該方法可得到一定的相干斑抑制效果,并且在視覺(jué)上也有較為明顯的改進(jìn)；2)Lee等的最優(yōu)加權(quán)(Optimalweighting)法,該方法實(shí)際上是span圖像的推廣，它對(duì)各個(gè)極化通道強(qiáng)度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一定權(quán)值的線性組合，并采用最小均方誤差準(zhǔn)則來(lái)約束權(quán)值的取值，從而達(dá)到減少相干斑的目的，這兩個(gè)算法的缺點(diǎn)都是只利用了各個(gè)極化通道的幅度信息,而沒(méi)有利用相位信息,因此相干斑的抑制效果有限；3）Novak等的極化白化濾波（PolarimetricWhiteningFilter—PWF）法,Gozo和Lopes的最小均方差（Minimummeansquareerror—MMSE)法,和電子科技大學(xué)劉國(guó)慶等在PWF基礎(chǔ)上提出的多視極化白化濾波（Multi一lookpolarimetricwhiteningfilter-MPWF）法等。這些算法對(duì)均勻場(chǎng)景都有較好的效果,但尚需解決極化信息保護(hù)、紋理結(jié)構(gòu)特征保護(hù)和場(chǎng)景自適應(yīng)性三大問(wèn)題。國(guó)內(nèi)在極化SAR方面的研究尚處于起步階段。自1993年初到1995年底，電子科技大學(xué)同意大利的空間技術(shù)研究機(jī)構(gòu)Alenia在極化SAR領(lǐng)域開(kāi)展了合作，劉國(guó)慶副教授在這期間被派到Alenia具體從事這一方面合作研究。其中一部分工作就是研究極化SAR圖像的相干斑抑制問(wèn)題，提出了多視極化白化濾波（MPWF）法,從理論上對(duì)均勻和非均勻場(chǎng)景的相干斑抑制效果進(jìn)行了分析。合成孔徑雷達(dá)干擾技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展合成孔徑雷達(dá)是一種二維相關(guān)雷達(dá).雷達(dá)的成像處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)接收的原始雷達(dá)回波進(jìn)行二維相關(guān)處理,對(duì)于相關(guān)的后向散射回波具有很高的處理增益，通常星載合成孔徑雷達(dá)的處理增益達(dá)到60-70dB,甚至更高。針對(duì)合成孔徑雷達(dá)實(shí)施有源電子干擾，可以采取相干干擾、部分相干干擾、非相干干擾的方式；干擾對(duì)抗系統(tǒng)可以安裝在地面、飛機(jī)、衛(wèi)星等平臺(tái)上。不同的干擾方式產(chǎn)生不同的干擾效果,有不同的適用性。星載合成孔徑雷達(dá)通常飛行在幾百公里之上，地面干擾系統(tǒng)的作用距離一般在一千公里以上.經(jīng)過(guò)初步研究，在綜合考慮了干擾系統(tǒng)的干擾功率、干擾系統(tǒng)復(fù)雜性、干擾效果、干擾作用范圍,以及干擾信號(hào)被濾除和干擾平臺(tái)遭受反輻射武器打擊可能性等多種因素后，可以把對(duì)星載合成孔徑雷達(dá)的干擾歸結(jié)為兩種主要方案，即：以地面平臺(tái)中小功率相干干擾系統(tǒng)實(shí)施欺騙干擾，或以伴星平臺(tái)小功率非相干干擾系統(tǒng)實(shí)施壓制干擾.合成孔徑雷達(dá)干擾對(duì)抗系統(tǒng)的有效性和作戰(zhàn)威力,直接取決于研制干擾系統(tǒng)之前對(duì)對(duì)方軍用合成孔徑雷達(dá)基本運(yùn)行方式和數(shù)據(jù)資料的掌握程度。例如為了設(shè)計(jì)研制相干欺騙干擾系統(tǒng),必須準(zhǔn)確地掌握對(duì)方雷達(dá)的工作頻率、頻帶寬度、脈內(nèi)結(jié)構(gòu)、發(fā)射功率、重復(fù)頻率、天線方向圖及飛行軌道等參數(shù)；為了設(shè)計(jì)研制抵近伴星壓制干擾系統(tǒng)，同樣需要充分掌握對(duì)方星載雷達(dá)的飛行軌道、工作頻率、頻帶寬度、發(fā)射功率、重復(fù)頻率、天線方向圖、極化方式及側(cè)視方向等.許多合成孔徑雷達(dá)完全是用于戰(zhàn)爭(zhēng)和軍事目的，其關(guān)鍵的技術(shù)特征和數(shù)據(jù)資料是非常保密的。僅僅依據(jù)從網(wǎng)絡(luò)等途徑獲得的未經(jīng)證實(shí)的數(shù)據(jù)，來(lái)選擇對(duì)抗方案并設(shè)計(jì)干擾對(duì)抗系統(tǒng)是不恰當(dāng)?shù)?。我們只能夠通過(guò)長(zhǎng)期艱苦的偵察、積累、分析和證實(shí),才有可能比較準(zhǔn)確地獲得其主要技術(shù)資料,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研制出有效的合成孔徑雷達(dá)對(duì)抗武器系統(tǒng).關(guān)于合成孔徑雷達(dá)的電子戰(zhàn)問(wèn)題國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行廣泛的研究，提出了多種干擾方法，包括有源欺騙干擾、散射干擾、部分相干干擾等等,并且也進(jìn)行了合成孔徑雷達(dá)干擾試驗(yàn)。國(guó)外對(duì)合成孔徑電子戰(zhàn)的研究見(jiàn)諸文獻(xiàn)的很少，從僅有的一些文獻(xiàn)中可以看到,其對(duì)噪聲壓制干擾、轉(zhuǎn)發(fā)干擾有研究,另外對(duì)于抗干擾措施也有研究，主要是打亂脈間常規(guī)關(guān)系和使用分布式小衛(wèi)星.雷達(dá)干擾技術(shù)的應(yīng)用和研究經(jīng)歷了巨大的變化和發(fā)展，其重要性也日益突出。第二次世界大戰(zhàn)中的諾曼底登陸戰(zhàn)役，英美聯(lián)軍通過(guò)雷達(dá)偵察完全掌握了德軍在此戰(zhàn)區(qū)40多部雷達(dá)的上作頻率、性能和配置,然后進(jìn)行大規(guī)模的火力轟炸,制造假的進(jìn)攻方向，又進(jìn)行了連續(xù)不斷的干擾，使對(duì)方雷達(dá)完全陷于癱瘓，根本不能提供任何有用的信息，此次參戰(zhàn)的武器設(shè)備損失率不到0。3%;同樣在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)綜合采用了多種雷達(dá)干擾措施來(lái)掩護(hù)和保護(hù)其戰(zhàn)區(qū)的武器設(shè)備；在后來(lái)的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，以美國(guó)為首的多國(guó)部隊(duì)又憑借高科技的優(yōu)勢(shì),對(duì)伊軍的整個(gè)戰(zhàn)區(qū)進(jìn)行了連續(xù)不斷的電子偵察和強(qiáng)大的電子干擾。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)的SAR成像雷達(dá)獲取了敵方大量的地面部署情報(bào)，包括發(fā)射架、飛機(jī)、裝甲車(chē)、火炮、集結(jié)點(diǎn)、掩體、補(bǔ)給線和退卻路線等等，精確分辨伊拉克地面的車(chē)輛裝備，大大提高了打擊精確度。由此可見(jiàn),SAR干擾技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用十分關(guān)鍵。SAR在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中有著如此重要的作用，因此，破壞和削弱SAR的作戰(zhàn)能力,研究對(duì)抗SAR的策略，有著非常重要的意義。西方發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開(kāi)始了對(duì)SAR的干擾技術(shù)研究，并有相關(guān)的專(zhuān)著；國(guó)內(nèi)在這方面的研究還剛剛起步.國(guó)內(nèi)對(duì)SAR現(xiàn)有的干擾技術(shù)，壓制干擾有噪聲干擾和距離調(diào)頻率失配脈間去相干法等，欺騙干擾有虛假圖像干擾、彈射式干擾等。目前，我國(guó)有關(guān)部門(mén)對(duì)合成孔徑雷達(dá)干擾對(duì)抗的問(wèn)題格外重視，已經(jīng)對(duì)國(guó)家空間安全與防御及空間電子對(duì)抗等進(jìn)行了積極的規(guī)劃和部署.國(guó)內(nèi)對(duì)其干擾方法的研究，還處于剛開(kāi)始階段，在國(guó)內(nèi)己經(jīng)開(kāi)展對(duì)其干擾研究的單位還比較少,主要有電子第29所、西安電子科技大學(xué)電子對(duì)抗教研室等，在這方面需要做很多的工作。國(guó)內(nèi)對(duì)SAR干擾技術(shù)還處于研究和計(jì)算機(jī)仿真階段。隨著大功率器件的成功研制，可以提供足夠的干擾功率，大大降低SAR的信噪比,從而破壞其成像功能.數(shù)字儲(chǔ)頻技術(shù)的上程應(yīng)用,可以對(duì)SAR的幅度和相位特性進(jìn)行高保真的復(fù)制。高速DSP（數(shù)字信號(hào)處理）的發(fā)展，可以實(shí)時(shí)模擬SAR運(yùn)行參數(shù)、波束寬度及掃描方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)幅度、相位的調(diào)制和對(duì)多普勒變化規(guī)律的預(yù)測(cè),為我們對(duì)SAR進(jìn)行相參干擾提供了技術(shù)保證。因此，對(duì)SAR的有效干擾不僅是可能的，也是可行的。然而，由于國(guó)防軍事保密的原因，目前國(guó)外對(duì)SAR系統(tǒng)干擾技術(shù)的研究未見(jiàn)有公開(kāi)的報(bào)道；國(guó)內(nèi)一些高校和研究所也一直處于理論研究和技術(shù)嘗試階段,取得了一些成果，但是還不夠成熟,所以也很少見(jiàn)有公開(kāi)報(bào)道。因此，我們必須針對(duì)SAR系統(tǒng)的特點(diǎn)和成像原理，盡快研究一套比較成熟有效的干擾技術(shù)和方法，同時(shí)積極開(kāi)展反干擾技術(shù)的研究,提高SAR系統(tǒng)的反干擾能力。目前對(duì)合成孔徑雷達(dá)的電子戰(zhàn)研究中主要存在下列問(wèn)題：對(duì)合成孔徑雷達(dá)的信號(hào)偵察研究較少,這不利于對(duì)合成孔徑雷達(dá)信號(hào)特征庫(kù)的建立；沒(méi)有對(duì)各種干擾方法的長(zhǎng)處與短處進(jìn)行適當(dāng)分析，僅強(qiáng)調(diào)各種干擾方法的個(gè)性,沒(méi)有提及共性，對(duì)相干干擾與非相干干擾的關(guān)系的認(rèn)識(shí)不夠恰當(dāng)；很少有合成孔徑雷達(dá)反干擾措施的研究.SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別美國(guó)MIT的Lincoln實(shí)驗(yàn)室自90年代以來(lái)，在SAR圖像處理方面也作了大量的工作，他們綜合利用高分辨力多極化SAR圖像的多種特征進(jìn)行目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別.Lincoln實(shí)驗(yàn)室的ATR有三個(gè)主要部分：檢測(cè)、識(shí)別、分類(lèi)。在檢測(cè)過(guò)程中采用雙參數(shù)CFAR（恒虛警率)基于局部統(tǒng)計(jì)分布參數(shù)選擇候選目標(biāo)區(qū)域.在識(shí)別過(guò)程中，一個(gè)目標(biāo)大小的匹配濾波器精確地確定候選目標(biāo)的位置和方向，然后通過(guò)計(jì)算識(shí)別特征（包含紋理、大小、對(duì)比度和極化特征等）來(lái)進(jìn)一步除掉雜波。在分類(lèi)過(guò)程中,利用二維模式匹配算法除掉部分可能的假目標(biāo)，并提取目標(biāo)的各種分布特征,最后綜合利用這些特征參數(shù)，進(jìn)行目標(biāo)的分類(lèi)和識(shí)別,確定目標(biāo)類(lèi)型(如坦克和榴彈炮）。美國(guó)CarnegieMellon大學(xué)的研究人員在對(duì)目標(biāo)的識(shí)別過(guò)程中,重點(diǎn)分析了檢測(cè)概率和虛警概率，通過(guò)大量的試驗(yàn)他們得出沒(méi)有任何一種識(shí)別方法能夠同時(shí)獲得高的檢測(cè)概率和低的虛警概率。在他們的識(shí)別算法中特別強(qiáng)調(diào)了識(shí)別算法對(duì)不同目標(biāo)的適應(yīng)程度不同的特點(diǎn)，具體應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)需要研究采用不同的算法，其提供了將形態(tài)變換法和小波變換法相結(jié)合的檢測(cè)思想。俄亥俄州立大學(xué)深入分析和研究的SAR圖像的散射特征，通過(guò)建立散射模型提出了一批可用于目標(biāo)識(shí)別的特征參數(shù)，運(yùn)用最大似然估計(jì)和Cramer_Rao限及簡(jiǎn)化模型推倒出了一些特征提取算法。美國(guó)大學(xué)的研究工作者在進(jìn)行目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別過(guò)程中，首先根據(jù)所要識(shí)別的不同目標(biāo)類(lèi)型在SAR圖像中尋找感興趣區(qū)域，對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行必要的濾波后和光學(xué)圖像進(jìn)行特征級(jí)融合，利用不同類(lèi)型圖像數(shù)據(jù)的互補(bǔ)性有效的檢測(cè)識(shí)別出特定的目標(biāo).法國(guó)的研究人員在線性目標(biāo)的識(shí)別中利用不同時(shí)段的合成孔徑雷達(dá)（SAR）圖像數(shù)據(jù)信息.在具體處理過(guò)程中首先對(duì)同一地區(qū)各時(shí)段的圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方向?yàn)V波以濾除噪聲和不需要的圖像信息并保留具有線性特征的有用信息，而后利用形態(tài)學(xué)變換方法對(duì)線性目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別。最后將各時(shí)段的圖像數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進(jìn)行復(fù)合，從而得到有實(shí)際意義的線性目標(biāo)。具體過(guò)程如下：挪威的Anne提出通過(guò)SAR圖像自動(dòng)檢測(cè)海上溢漏的石油痕跡。該過(guò)程包括檢測(cè)SAR圖像海洋中的黑斑并計(jì)算每一黑斑的特征，將黑斑分類(lèi)為石油溢漏痕跡或類(lèi)似石油溢漏痕跡的海洋自然現(xiàn)象。分類(lèi)的規(guī)則是通過(guò)綜合統(tǒng)計(jì)模型而實(shí)現(xiàn)的，并具有先驗(yàn)知識(shí):輪船和油田周?chē)秃圹E存在的可能性較大。該算法經(jīng)過(guò)84組數(shù)據(jù)的測(cè)試,94％的石油痕跡和99％的類(lèi)似石油痕跡被正確區(qū)分。其過(guò)程如下所示：法國(guó)FlorenceTupin在對(duì)SAR圖像進(jìn)行道路網(wǎng)的提取時(shí)，采用了兩步算法。第一步是局部檢測(cè)，用于從SAR圖像中提取線性特征。在該步中采用了兩個(gè)線性檢測(cè)器,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了融合。第二步是全局進(jìn)行的。通過(guò)定義馬爾可夫場(chǎng)來(lái)從第一步得到的線性特征中判斷真正的道路。該算法的主要步驟如下:PaulC.Smits利用共生矩陣對(duì)高分辨力圖像進(jìn)行紋理分析,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新。美國(guó)的Leen-KiatSoh通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘來(lái)對(duì)自然景物進(jìn)行分類(lèi)。其主要過(guò)程有：首先通過(guò)一個(gè)動(dòng)態(tài)局部閩值得到最初的分類(lèi)，接下來(lái)對(duì)閩值圖像進(jìn)行譜分析、空間和紋理分析，最后以這些特征為特性進(jìn)行被稱(chēng)為概念聚類(lèi)的機(jī)器學(xué)習(xí)，從而達(dá)到圖像分類(lèi)的自動(dòng)化。恒虛警技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向使用SAR圖像的目的是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，從中獲得有用的信息。對(duì)于目標(biāo)檢測(cè)而言，就是要從存在干擾的背景中檢測(cè)出有用目標(biāo).由于環(huán)境的不穩(wěn)定，準(zhǔn)則的不精確,在此過(guò)程中目標(biāo)不存在而被錯(cuò)誤地判決為存在的概率，稱(chēng)為虛警概率。SAR圖像中的目標(biāo)可分為點(diǎn)目標(biāo)、線目標(biāo)和面目標(biāo).點(diǎn)目標(biāo)是指幾何尺寸小于一定圖像分辨單元的目標(biāo)，包括坦克、車(chē)輛以及小型建筑等。由于點(diǎn)目標(biāo)在SAR圖像中只占很少的幾個(gè)像素，要得到它們的形狀信息就比較困難，一般是通過(guò)其自身及其周?chē)袼氐幕叶确植家约耙恍┫闰?yàn)知識(shí)來(lái)估計(jì)目標(biāo)的可能類(lèi)型。線目標(biāo)是在SAR圖像中表現(xiàn)為具有一定形狀的亮(暗)線的目標(biāo)，如鐵路、公路、橋梁、輸電線以及水陸邊界等。由于線目標(biāo)往往具有特殊的形狀，所以不同線目標(biāo)的處理方法通常具有其特殊性。面目標(biāo),也稱(chēng)分布目標(biāo)，是在圖像中占有一定面積的目標(biāo)。它們可以被看成是由許多點(diǎn)目標(biāo)組成的，如山地、森林、農(nóng)作物和建筑群等。不同面目標(biāo)之間有著不同灰度、紋理的差別，這種差別就成為識(shí)別面目標(biāo)的依據(jù)。在雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中,通常是將自動(dòng)檢測(cè)和恒虛警(CFAR,constantfalsealarmrate)技術(shù)結(jié)合使用以保持在變化的雜波環(huán)境中獲得可預(yù)測(cè)的檢測(cè)性能和恒定虛警率。早期的雷達(dá)系統(tǒng)把所有接收到的信息直接送給視頻顯示器，雜波、噪聲和目標(biāo)回波的幅度變化被同時(shí)顯示出來(lái)，目標(biāo)的檢測(cè)能力由操作員決定。為了從背景雜波和噪聲中區(qū)分目標(biāo)回波，操作員要定時(shí)監(jiān)視顯示器回波圖像上的密度變化。盡管在國(guó)內(nèi)很多系統(tǒng)中仍然使用這些原始數(shù)據(jù)(距離一方位和距離一多普勒頻率）的顯示方法，但是有些現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)已能完成自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤.具有自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤能力的智能化的雷達(dá)是現(xiàn)代雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì).自動(dòng)檢測(cè)處理的目的是在感興趣的辨識(shí)單元中自動(dòng)檢測(cè)目標(biāo)回波。自動(dòng)檢測(cè)手段給雷達(dá)系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。應(yīng)用自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)可以同時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo)，借助于數(shù)字脈沖多普勒方法，它可以與增強(qiáng)的自動(dòng)跟蹤能力一起提供自動(dòng)距離和速度模糊辨識(shí)。CFAR技術(shù)是雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中控制虛警率的最重要手段,它在雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中起著極其重要的作用。CFAR處理是一個(gè)提供檢測(cè)閾值的數(shù)字信號(hào)處理算法。CFAR設(shè)計(jì)的目的是提供相對(duì)來(lái)說(shuō)可以避免噪聲背景雜波和干擾變化影響的檢測(cè)閾值，并且當(dāng)與到達(dá)的樣本進(jìn)行比較時(shí)，使目標(biāo)檢測(cè)具有恒定的虛警概率。為了能在特定的最大距離探測(cè)特定的平均雷達(dá)截面積的目標(biāo)，且具有特定的檢測(cè)概率Pd(當(dāng)該目標(biāo)位于特定最大距離內(nèi)時(shí))和虛警概率Pfa（當(dāng)沒(méi)有目標(biāo)存在時(shí))，需要根據(jù)有關(guān)目標(biāo)雷達(dá)截面積起伏、雜波、背景噪聲或干擾機(jī)干擾的特定統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行探測(cè).就此而論，自動(dòng)雷達(dá)檢測(cè)的基本問(wèn)題是確定檢測(cè)準(zhǔn)則，使它能在某種最優(yōu)意義上提供對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè)。在預(yù)先給定的最大范圍內(nèi)和給定的已知系統(tǒng)參數(shù)條件下，并采用特定的平均雷達(dá)截面積及目標(biāo)雷達(dá)截面積起伏、雜波、背景噪聲或干擾機(jī)干擾的統(tǒng)計(jì)模型，使檢測(cè)具有特定的系統(tǒng)Pfa和Pd。二十多年來(lái)，雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)與CFAR處理技術(shù)逐漸發(fā)展成為國(guó)際雷達(dá)信號(hào)處理界的一大熱門(mén)研究領(lǐng)域和關(guān)鍵性問(wèn)題.現(xiàn)在,CFAR研究已經(jīng)出現(xiàn)了多個(gè)研究方向。根據(jù)模擬雜波背景所使用的雜波分布模型分為：瑞利(Rayleigh)分布、韋布爾（Weibull）分布、對(duì)數(shù)正態(tài)(Log—normal）分布和K分布模型中的CFAR研究；按照數(shù)據(jù)處理方式分為：參量和非參量CFAR技術(shù)；按處理所在的數(shù)域分為：時(shí)域和頻域CFAR研究方法；根據(jù)數(shù)據(jù)的形式分為：標(biāo)量和向量CFAR技術(shù);根據(jù)信號(hào)的相關(guān)程度分為:相關(guān)和不相關(guān)信號(hào)及部分相關(guān)信號(hào)的CFAR方法。此外，還可分為單參數(shù)和多參數(shù)CFAR技術(shù)，單傳感器和多傳感器分布式CFAR技術(shù)，以及其它的一些研究方法。本文將涉及到其中一些常用的CFAR方法。隨著CFAR處理理論的發(fā)展，研究的重點(diǎn)將集中在以下幾個(gè)方面:1）瑞利背景中的新算法我們知道，在CFAR處理理論中,瑞利背景中的CFAR處理是研究最多和最充分的。最初的單元平均（CA，cellaveraging)、最大選擇(GO，greatestof)、有序統(tǒng)計(jì)量(OS,orderstatistics）等CFAR檢測(cè)器都是針對(duì)瑞利背景的。但由于它們是研究對(duì)數(shù)正態(tài)、韋布爾、K分布CFAR技術(shù)的基礎(chǔ)，因而目前還有許多學(xué)者在從事這一方面的研究工作?？梢灶A(yù)計(jì)，將來(lái)還會(huì)有一批適合于瑞利雜波背景的新的CFAR檢測(cè)器出現(xiàn)。2)對(duì)數(shù)正態(tài)和韋布爾背景中的CFAR處理由于用來(lái)描述非瑞利雜波的最常用統(tǒng)計(jì)模型是對(duì)數(shù)正態(tài)和韋布爾分布模型，因而，近年來(lái)對(duì)對(duì)數(shù)正態(tài)和韋布爾背景中的CFAR技術(shù)的研究越來(lái)越引起人們的興趣。由于這兩種雜波背景都是雙參數(shù)的，因而將來(lái)的研究重點(diǎn)將是雙參數(shù)CFAR技術(shù)。3)K分布背景中的CFAR技術(shù)由于K分布模型與韋布爾雜波模型相比能更好地模擬海雜波的非均勻區(qū)域，因而有關(guān)K分布背景中的CFAR技術(shù)研究也受到人們的充