传感器及成像特点

关于传感器及成像特点第1页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.1传感器的基本组成及工作原理

包括：收集系统、探测系统、信号转换系统、记录系统。1、收集系统--透镜(镜头)反射镜

功能—接收电磁波并将其聚焦成像探测系统第2页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2、探测系统--光电探测器--光电转换功能：对电磁辐射敏感、能将辐射能转换成电信号的探测器探测元件:光子探测器（量子探测器）

特点：每种器件具有确定的波谱响应范围；如：感光胶片0.3~1.3μmCCD0.4~1.1μm

碲镉汞(Hg0.8Cd0.2Te)

锗掺汞(Ge:Hg)

响应速度快；灵敏度高8~14μm｝

第3页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

3、信号转换系统功能：电光转换--将电信号转换为便于显示、记录、处理的光信号除感光胶片直接吸收光能，发生光化学作用形成潜影，经显影、定影等化学处理获得影像外，其它探测元件输出的都是电信号。

转换装置:氖灯管或显像管--它们的亮度随电信号的强弱而变化，产生变化的光点通过光机扫描仪成像在胶片上，或经电子扫描在显示器上输出（显示）光学影像。第4页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三4、记录系统

功能:将探测系统或信号转换系统输出的电磁波信息（光信号）记录、存储到遥感信息载体，以影像或数字形式输出。

遥感信息载体：指记录、存储成像遥感器输出信号的介质。

模拟形式--感光胶片、磁带

数字形式--磁带、磁盘、光盘……

第5页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三摄影方式--感光胶片被景物电磁能激活而产生景物的潜影(指肉眼看不到但客观又存在的潜伏影像)扫描方式--探测器对场景进行扫描，逐点（行、面）以数字形式在磁带上记录景物模拟信号，这种记录是一种经电光转换而能形成直观影像的潜影。

记录系统（续1）第6页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三⑴.感光材料:

凡经曝光后发生光化学作用,经过一定的化学或物理方法处理后,能够形成固定影像的各种材料的总称。摄影过程中记录光学影像的媒介和摄影影像的载体感光片—胶片胶卷(透明)像纸(不透明)记录系统（续2）第7页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

基本结构

乳剂层

感光剂粘和剂增感剂补加剂

支持体片基纸基

辅助层

结合层保护层背面层

记录系统（续3）第8页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

感光乳剂:卤化银微晶体(及加入的光谱增感剂、成色剂)和明胶溶液的悬浊液

感光剂--卤化银AgX:AgBrAgClAgI

遇光后发生化学变化形成潜影,经显影处理后,已感光的银盐粒子还原成黑色银粒。注:本身只感波长小于0.5μm的蓝、紫、紫外光记录系统（续4）第9页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

感色性---感光片对光谱中不同波长光线敏感的程度和范围由乳剂中加入的光谱增感剂的性质决定①.盲片色只含AgBr和少量AgI未加光谱增感剂

0.34~0.5μm②.正色片在色盲乳剂中加入正（绿）色增感剂

0.34~0.58μm(在0.5~0.52μm处略有下降)③.全色片在色盲乳剂中加入多种光谱增感剂

0.34~0.72μm(对0.5~0.52μm的绿光感光度稍低)记录系统（续5）第10页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三盲色片(未增感)全色片正色片红外片

④.黑白红外片

乳剂中加入红外增感剂,感光范围扩大到0.9~1.3μm

记录系统（续6）第11页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

黑白全色片

黑白红外片记录系统（续7）第12页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

⑤.彩色片

乳剂由卤化银、光谱增感剂和成色剂组成

天然彩色片

红外彩色片

记录系统（续8）第13页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三记录系统（续9）光电转换电光转换⑵.磁带--遥感信息的暂时性记录介质是具有磁表面的柔软带状记录介质①.模拟磁带第14页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三②.数字磁带探测系统输出的电压信号，经过模/数（A/D）转换，对电压曲线分段读数（取样、量化）并以二进制数码表示，记录这种数据的磁带称数字磁带。

HDDT(HighDensityDigitalTape)CCT(ComputerCompatibleTape)记录系统（续10）第15页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三描述遥感器的特性参数1、空间分辨率2、波谱分辨率3、辐射分辨率4、时间分辨率BGRNIRJan15Feb1510m10m第16页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三1、空间分辨率义含种两

表示按地物几何特征(尺寸和形状)和空间分布,即在形态学基础上识别目标的能力。

⑴.遥感器的技术鉴别能力即能把两相邻目标作为两个清晰实体记录下来的两目标间的最小距离⑵.遥感器观察地面特征所需要的有效探测和分析的分辨率第17页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三空间分辨率（续）低分辨率高分辨率中分辨率不同空间分辨率遥感图像第18页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2、光谱分辨率指遥感器在接收目标辐射的波谱时，能分辨的最小波长间隔，即遥感器的工作波段数目、波长及波长间隔(波带宽度)

。第19页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

光谱分辨率高--意味着：⑴.区分具有微小波谱特征差异地物的能力强；⑵.数据量大，传输、处理难度大；⑶.各波段间数据的相关性大。应服从应用目的--结合地物特征波谱选择能提供最大信息量的最佳波段和多波段组合2、光谱分辨率（续）第20页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3、辐射分辨率（辐射灵敏度）

遥感器测量的是地物的波谱辐射度

辐射分辨率指遥感器探测元件在接收波谱辐射信号时，能分辨的最小辐射度差。即把遥感器输出信号的总范围，从黑到白，分解成大量刚好能辨别的灰度等级反映地物在波谱辐射度或反射率上的微细差异辐射分辨率高--识别两同等空间分辨率目标的能力强第21页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三4、时间分辨率

遥感器成像间隔的性能指标∵遥感器须对目标的运动（变化）进行连续均匀、不间断地探测

为分析、识别目标所必须具有的最小时间间隔，称时间分辨率注意：对同一目标遥感器重复成像的周期、覆盖周期、重访周期第22页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2、遥感器的类型及成像原理按信息记录形式：非成像遥感器--侧重时间、光谱分辨率

成像遥感器--强调空间分辨率摄影方式扫描方式按辐射源：被动式（自然）主动式（人工）第23页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2、遥感器的类型及成像原理1、摄影方式传感器2、扫描方式传感器机载红外扫描仪的成像原理多光谱扫描仪成像原理（MMS、TM、TM+）3、推扫式传感器成像原理（HRV）4、成像光谱仪5、雷达成像原理第24页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三1.摄影方式遥感器各类摄影机2.扫描方式遥感器⑴.电子扫描遥感器⑵.光机扫描遥感器⑶.固体自扫描遥感器⑷.天线扫描遥感器⑸.成像波(光)谱仪第25页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2.1摄影方式遥感器指经过透镜(组)，按几何光学的原理聚焦构像，用感光材料，通过光化学反应直接感测和记录目标物反射的可见光和摄影红外波段电磁辐射能，在胶片或像纸上形成目标物固化影像的遥感器第26页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三优点：空间分辨率高成本低易操作信息量大缺点：局限性大

0.3~1.3μm影像畸变较严重成像受气侯、光照和大气效应的限制须回收胶片影像形成周期长无法实时观测2.1摄影方式遥感器（续1）第27页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三各类摄影机--按结构及胶片曝光方式分类2.1摄影方式遥感器（续2）第28页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三29

航摄仪2.1摄影方式遥感器（续3）第29页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2.1摄影方式遥感器（续4）第30页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三BGRIR第31页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三摄影方式遥感器（续6）第32页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2.2扫描方式遥感器优点：

可对全部五个大气窗口的电磁辐射进行探测可进行多波段、超多波段遥感--波谱分辨率高输出电信号，可用磁带记录，可实时传输所获是辐射量的定量数据,便于校正和图像处理缺点：

空间分辨率相对较低

第33页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

⑴.电子扫描遥感器--RBV--映像面扫描由扫描电子束逐次扫描经透镜在焦平面上形成的光像而成像2.2扫描方式遥感器（续1）第34页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三光机扫描遥感器借助平台沿航向运动和本身光学机械垂直航向的横向扫描，共同完成地面覆盖，获得条带形地面影像2.2扫描方式遥感器（续2）第35页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三IFOVInstantaneousfieldofview--瞬时视场

空间分辨率地面分辨率2.2扫描方式遥感器（续3）第36页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三热红外扫描仪组成：光学--机械扫描热红外探测扫描成像过程扫描线的衔接问题分辨率的问题热红外图像特征第37页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

扫描线的衔接(单像元排列）

飞行速度W=α/t(扫描一次的时间)当Wt=α时,不会出现扫描空隙和重复因wt=α=βH,w/H=β/t为常数第38页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第39页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

空间分辨率

瞬间视场β=d/f

空间分辨率α0=βH=dH/f

dαHβ星下点时第40页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

αθ=βHθ=βHsecθ=α0secθ

αθ’=αθsecθ=α0sec2θ平行航线方向垂直航线方向第41页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三航空像片热红外描像片第42页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三某机场晚间热图像第43页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

午后13:00成像

凌晨4:00成像第44页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三MSS多光谱扫描仪（Multi-spectralScanner）

点扫描成像第45页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

（1）扫描仪的结构√扫描反射镜

摆动频率-----13.62HZ

总观测视场角-----11.56°

√反射镜组由主反射镜和次反射镜组成

第46页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第47页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三√成像板

24+2个玻璃纤维元

MSS4-7空间分辨力为79m×79m

MSS8分辨力为240m×240m

32456飞行方向1扫描方向0.5-0.6μm0.7-0.8μm0.6-0.7μm0.8-1.1μm10.4-12.6μm波段45678

第48页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三探测器

将辐射能转变成电信号输出

MSS4，5，6采用18个光电倍增管

MSS7使用六个硅光电二极管

MSS8采用2个汞镉碲热敏感探测器 √输出

数字影像(2340行×2340列)

采样后影像分辨率为57M×79M第49页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

•从左至右,垂直飞行方向逐点扫描,得到一条相应于地面的图像线

•卫星向前运动，第二次扫描得到第二条扫描线

成像过程第50页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

扫描一次 扫描总视场：11.56°

地面宽度：185km

六条扫描线图像的地面范围:474mX185km

扫描线衔接（6个感应元排一列）因扫描周期为73.42ms

卫星速度（地速）6.5km/s 79m×6=474m=73.42ms×6.5km/s

在扫描一次的时间里卫星往前正好移动474m，扫描线恰好衔接第51页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三185.3KM宽

飞行方向123456123456主动扫描

回扫

474MMSS扫描成像过程第52页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三MSS影像特征

存在全景变形,空间分辨率为79m

Landsat1-3有五个波段

MSS4(绿)、MSS5(红)、MSS6(红外)、

MSS7(红外)、MSS8(热红外)几何特征波谱特征第53页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.2.3.2扫描方式遥感器（续5）

TM(专题制图仪)(ThematicMapper)

组成:

机械扫描分光第54页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

探测器

探测器共有100个,分七个波段呈错开排列

TM1～5及TM7的探测器有16个,每个的瞬时视场在地面上为30×30㎡ TM6的探测器有4个,每个的瞬时视场在地面上为120×120㎡

第55页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第56页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

半个扫描周期，即单向扫描所用的时间为71.46ms，卫星正好飞过地面480m，下半个扫描周期获取的16条图像线正好与上半个扫描周期的图像线衔接第57页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三TM特点

1、TM中增加一个扫描改正器,使扫描行垂直于飞行轨道(MSS扫描不垂直于飞行轨道）;

2、

往返双向都对地面扫描（MSS仅单向扫描）；

3、地面分辨率由79米到30米；

4、波段由5个增加到7个；

5、有热红外通道TM6。第58页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三ETM特点

1、增加了全色波段，分辨率为15米;

2、

采用双增益技术使热红外波段的分辨率提高到60米；

3、改进后太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%。第59页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

以CCD为探测元件的固体自扫描成像遥感器2.3固体自扫描遥感器第60页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三CCD--ChargeCouplingDevice

电荷耦合器件是一块有许多小的光电二极管构成的固态电子元件--其中的每个CCD单元都能感受光线的强弱--并将光信号转变为与其相应强弱的微小电流--连续量的电模拟信号

2.3固体自扫描遥感器（续1）第61页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

电子扫描装置接收由CCD传输来的电信号取样、量化将这种强弱不断变化的连续电流转变为一连串的以电脉冲表示的二进制数字[A/D转换]

数字存储器2.3固体自扫描遥感器（续2）第62页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三CCD的工作原理:CCD是一种用电荷量表示信号强弱,用耦合方式传递信号的全固体化半导体表面器件固体器件--其受激电荷靠电子或空穴运载在固体内移动由于硅(Si)具有探测0.4~1.1μm可见光及近红外波的能力--CCD一般由硅制成MOS(Matal-Oxide-Silicon金属-氧化物-硅)结构电容作为光敏感元2.3固体自扫描遥感器（续3）第63页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三CCD三种主要功能:

光电转换--入射辐射在MOS电容(CCD元)上产生与光亮度成正比的电荷

电荷积累--当电压加到CCD电极上时—在硅层形成电位势阱--电荷在势阱内积累

电荷转移--加高压形成深势阱,加低压形成的势阱浅--电荷可进行转移--实现信号传输固体自扫描遥感器第64页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三线列(阵)CCD:

CCD光敏元的排列方向与平台的飞行方向垂直,由线列CCD自身完成一维扫描,靠平台运动完成另一维扫描,形成条带状二维影像。

地面分辨率取决于CCD元的大小

2.3固体自扫描遥感器（续4）第65页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三线列CCD光敏元的数目等于行扫方向上的像元数如HRV多波段3000个全色波段6000个

各光敏元同时露光，每个光敏元积累的与目标物辐射强度成正比的电荷量通过耦合方式转移输出，而不同于其它探测器输出的是电压信号。2.3固体自扫描遥感器（续5）第66页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三推扫式扫描仪（Push--Broom)

SPOT卫星HRV：HighResolutionVisibleSensor--高分辨率可见光遥感器

固体自扫描遥感器（续6）第67页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三面阵CCD

矩阵式排列的CCD元可象胶片一样同时曝光

--记录整幅画面固体自扫描遥感器（续7）第68页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三固体自扫描成像遥感器特点：

①.一改光机扫描的逐点扫描为逐行扫描、逐面扫描--革除了机械部件,简化了结构,避免了因振动引起的噪声；②.光敏元同时曝光--延长了信号驻留时间,提高了遥感器的灵敏度；③.波谱响应范围宽--硅光敏元可探测0.4~1.1μm;④.无畸变、体积小、功耗低、寿命长可靠性强。

使成像遥感器的结构发生了根本性变革2.3固体自扫描遥感器（续8）第69页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三地面带宽60kmSPOT卫星平台上安装了两台HRV仪器，每台视场都为60KM，两者之间有3KM的重叠，总视场为117KM。相邻轨道间在赤道处约为108KM，垂直地面观测时，相邻轨道的影像约有9KM的重叠。共观测369圈（26天）实现对全球北纬81.3度和南纬81.3度之间的地表全覆盖。SPOT成像特点第70页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三SPOT成像特点

以“推扫”方式获取沿轨道的连续图像条带多光谱型的HRV

地面上总的视场宽度为60km

三个谱段,每个波段探测器组由3000个CCD元件组成 每个元件形成的像元，相对地面上为20m×20m

波段1（0.50---0.59）波段2（0.61---0.68）波段3（0.79---0.89）全色的HRV

波段范围0.51—0.73μm,6000个CCD元件组成一行每个像元地面的大小为10m×10m

第71页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三反射镜左右倾斜最大为27度，有立体观测能力邻轨立体第72页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

SPOT4

1）全色波段0.51-0.73μm改为波段(0.61-0.68μm)2）增加了一个SWIR（ShortWaveInfrared，短波红外）波段。第73页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.3成像波(光)谱仪(高光谱分辨率遥感)成像波(光)谱仪是一种兼具高空间分辨率和高波谱分辨率、谱像合一的新型超多波段扫描成像遥感器第74页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三成像波(光)谱仪(高光谱分辨率遥感)（续1）成像形式：1、线阵扫描

2、面阵推扫第75页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三成像波(光)谱仪(高光谱分辨率遥感)（续2）成像光谱仪技术要求：1、收集光系统要求：尽量使用反射式光学系统，且要求具有去球面像差、像散差、以及畸变像差的非球面补偿的光学系统；（几何和辐射畸变小）2、分光系统要求：使用由狭缝、平行光管、棱镜以及绕射光栅组成的分光系统；（分光准确、辐射误差小）3、探测器要求：高灵敏度的成千上万个线阵或面阵且可以感受可见光和红外波区探测器；（高空间、光谱分辨率）4、数据记录系统：具有高速数据量化、记录和传输技术。（记录及时准确）第76页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.4天线扫描成像遥感器(成像雷达)成像雷达----主要指工作在微波波段（0.8~100cm）有源主动、天线侧向扫描、能产生高分辨率影像的成像雷达。第77页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三RRg成像雷达是指用雷达一点一点地测量来自地球的回波信号，并以模拟形式记录成图像或以数字形式记录在磁带上的雷达系统它必须相对于地面（探测目标）运动，即必须搭载在飞机、卫星或航天飞机上天线扫描成像遥感器(成像雷达)（续1）第78页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三RA-SLR

--RealApertureSide-lookingRadar真实孔径侧视雷达（非相干雷达）SA-SLR

--Synthetic

ApertureSide-lookingRadar

合成孔径侧视雷达天线扫描成像遥感器(成像雷达)第79页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三后向散射回波装在平台一侧或两侧的水平孔径天线，将发射机产生的高功率微波短脉冲，侧向发射出去，以窄的扇形波束扫过地面一条窄带。微波遇目标后发生反射和散射，其中沿发射方向返回的部分—称后向散射回波

天线扫描成像遥感器(成像雷达)第80页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三RRgXYZ斜距(R):天线至目标的径向距离

地面距离(Rg):从航迹(地面轨迹)到目标的水平距离被雷达微波扫过的窄带地面上，至天线距离不同的目标(X、Y、Z)，其回波按返回雷达接收机的时间先后,在与目标的斜距或地面距离成比例的位置,强度由阴极射线管按比例转化成光信号,再通过透镜在胶片上记录成一条影像线天线扫描成像遥感器(成像雷达)第81页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三每发射一个脉冲形成一条影像线,而与平台运行速度同步移动的胶片完成航向地面覆盖,形成连续条带状雷达影像

对回波信号逐个处理影像灰度--后向散射回波强度

回波信号也可记录在磁带上天线扫描成像遥感器(成像雷达)第82页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三地面分辨率:指在距离向或方位向分辨有相同反射特性两个邻近目标间距的能力

--同时出现在影像上两个能够区分的目标间的最小距离

方位向分辨率(Ra)--航向方向

距离向分辨率(Rr)--垂直航向方向

两者互不相关天线扫描成像遥感器(成像雷达)第83页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

定向线性天线阵--增大天线孔径等效于一个大天线的线性天线阵,能够形成窄的波束波束窄--方向性好--方位向分辨率高

SAR--Synthetic

ApertureRadar

合成孔径雷达天线扫描成像遥感器(成像雷达)第84页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三1真实孔径雷达

（1）工作原理地面各点到飞机的距离不同，接收机接收到许多信号，以它们到飞机距离的远近，先后依序记录 信号的强度与辐照带内各种地物的特性、形状和坡向等有关。第85页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第86页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三（2）真实孔径侧视雷达的分辨力

在脉冲发射的方向上，能分辨两个目标的最小距离

斜距分辨率Rd=(τc)/2

地距分辨率Rr=(τcsecφ)/2

φR

Rr

Rd距离分辨力第87页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

地距分辨率Rr=(τcsecφ)/2越远的地物越能分清垂直航线方向第88页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

地距分辨率Rr=(τcsecφ)/2

传感器设计时，要提高距离分辨率，应如何做?第89页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

相邻的两束脉冲之间，能分辨两个目标的最小距离

Rβ=βR=λR/Dβ天线D

Rβ1

Rβ2

R1R2方位分辨力第90页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三波瓣角与方位分辨率

*波瓣角在意义上与光学上的最小分辨角相近。第91页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三方位分辨力

越近的地物越能分清平行航线方向第92页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

传感器设计时，要提高方位分辨率，应如何做?Rβ=βR=λR/D第93页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三合成波束宽度合成孔径侧视雷达（SAR）模拟线性天线阵，应用多普勒效应和数据处理技术，用一个小天线合成一个大孔径(天线)使方位分辨率提高几十至几百倍实现在轨道高度获取距离向和方位向分辨率都很高的雷达图像天线扫描成像遥感器(成像雷达)第94页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三合成孔径雷达SAR

（1）原理用一个小天线作为单个辐射单元将此单元沿一直线不断移动当移动一段距离LS后，存贮的信号和实际天线阵列诸单元所接收的信号非常相似

第95页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第96页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第97页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三第98页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三RADAR图像的产生第99页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

2合成孔径雷达的分辨力

方位分辨力为Rs=λR/Ls

Ls=Rβ=λR/D

Rs=D

双程相移Rs=D/2

方位分辨力只与实际使用的天线孔径有关

第100页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三是不是天线越短越好？为什么？

Rs=D/2

第101页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3侧视雷达图像的特征

√垂直飞行方向的比例尺由小变大

1/mc>1/mb>1/ma越远影像比例尺越大

(1)几何特征

第102页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

地面上AB线段投影到影像上为ab,比例尺为：

第103页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三侧视雷达图像的几何特征

飞行方向第104页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

√

造成山体前倾

朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长，还会出现不同地物点重影现象。

第105页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三前倾第106页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三斜距投影的特点

雷达阴影侧视雷达图像的几何特征

第107页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三肇庆地区机载SAR影像第108页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

高差产生的投影差亦与中心投影影像投影差位移的方向相反

第109页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三斜距投影的特点

反立体图像

侧视雷达图像的几何特征

第110页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

√与入射角有关

朝向飞机方向的坡面---反射强烈---很亮

朝天顶方向---弱些---较亮

背向飞机方向---反射很弱(没回波)---很暗

(2)侧视雷达图像的色调特征

第111页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

√

与地面粗糙程度有关

地面地物微小起伏小于雷达波波长

---镜面漫反射---很暗

地面微小起伏大于或等于发射波长

---漫反射---较亮

“角隅反射”---反射波强度更大---很亮

第112页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

√与地物的电特性有关

物体复合介电常数高

---反射雷达波强---亮第113页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三有较强的穿透能力

它能穿透云层、树木和水,得到下面的地表信息 另一方面微波在物体内会产生体散射，因此能将地下的一些状况反映出来(3)侧视雷达图像的其他特征第114页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三Cosmo-SkyMed高分辨率雷达图像

第115页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三（2）将SAR两次或者多次观测的数据进行干涉处理，利用相位信息提取地面高程信息，这就是目前的热点——INSAR；

德国已经建成的机载SAR系统(AeS－1，2，3),，其空间分辨率从0.5米到5米，用InSAr生成的DEM高程精度为0.25m到2m。

第116页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

相干雷达（INSAR）

INSAR就是利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（或两幅以上）的单视复数影像来形成干涉，进而得到该地区的三维地表信息。

第117页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

该方法充分利用了雷达回波信号所携带的相位信息，获得同一区域的重复观测数据（复数影像对），综合起来形成干涉，得到相应的相位差，结合观测平台的轨道参数等提取高程信息。例如：ERS-1/2/ENVISAT组合第118页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三亮度图象相位图象相干雷达（INSAR）

第119页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三雷达图像信号：亮度+相位

复雷达图像：

亮度图像相位图像相干雷达（INSAR）

第120页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三相干雷达（INSAR）

第121页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三中科院电子所1982第122页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

第123页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.3遥感地面接收站监控卫星运行，接收遥感和遥测数据及对信息进行数据处理和贮存的地面设施

任务：接收、处理、存档、分发各种遥感数据北京站接收半径--2400Km第124页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三中国遥感卫星地面站根据邓小平同志1979年访美期间所签中美科技合作备忘录建立,于1986年建成并投入正式运行。3.3遥感地面接收站（续1）第125页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

中国科学院中国遥感卫星地面站主楼中国资源卫星接收系统，由中科院密云地面接收站，广州、乌鲁木齐资源卫星地面接收站和数据处理中心组成。数据处理中心，包括数据预处理，数据分发和用户服务、以及运行管理等分系统。

3.3遥感地面接收站（续2）第126页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.3遥感地面接收站（续3）第127页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.4遥感信息的传输

3.4.1直接回放遥感信息向地面传输方式：

直接回放--易行、保密、不能实时传输

1.遥感平台返回地面,直接回收遥感器输出的磁带或胶片--飞机、气球、航天飞机

2.按地面指令,遥感平台的再入舱与仪器舱分离,再入舱单独返回地面,从再入舱内取出磁带或胶片,仪器舱在运行轨道上自行殒毁(国土资源卫星)第128页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.4.1直接回放（续）第129页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三3.4.2视频数据传输视频数据传输--是将目标物信息用无线电发往地面接收站探测器输出的视频数据，通过通讯设备，以S、X或Ku波段的微波视频信道向地面发送

1.实时(近实时)传输在地面站视野内或经数据中继卫星(TDRS)(美国)国内通信卫星(DMSAT)在地面站视距作用范围以外区域进行实时或近实时传输第130页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三加拿大地面站①②③④⑤⑥视频数据近实时传输数据中继卫星(TDRS)国内通信卫星(DMSAT)高度35000km戈达德空间飞行中心地面站DOMSATTDRSEROS数据中心地面站跟踪与数据中继地面站White3.4.2视频数据传输（续1）第131页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三2.非实时传输在地面站视距范围外,先将数据暂时记录在平台上的视频磁带机（WBVTR）上,待平台飞越地面站上空时在向地面站传送3.4.2视频数据传输（续2）第132页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

遥感影像:

由遥感器对地球表面摄影或扫描获得的影像遥感图像:

遥感影像经过处理或再编码后产生的与原物相似的形象

光学摄影成像的二维连续的图像

----像片(Photograph)

扫描成像的一维连续一维离散或二维离散的图像----图像

(Image)3.5遥感图像的特性（续1）第133页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三SIR-A图像合成孔径成像雷达图像(微波)天线扫描HRV图像固体自扫描图像(可见光~近红外)固体自扫描超多波段扫描图像(可见光~近红外)多波段扫描图像(紫外~远红外)热红外图像MSS、TM图像成像波谱仪图像红外扫描图像(中、远红外)光机扫描RBV图像电视摄像图像(可见光)电子扫描扫描图像全景像片(可见光~近红外)多波段像片(紫外~近红外)紫外像片(紫外)彩色红外像片(部分可见光+近红外)黑白红外像片(部分可见光+近红外)非常规摄影天然彩色像片(可见光)航空像片航天像片黑白全色像片(可见光)常规摄影光学摄影像片实例图像名称及工作波段成像方式按成像遥感器成像方式和工作波长的遥感图像分类表3.5遥感图像的特性（续2）第134页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三

从波谱学方面,根据遥感器探测记录的波谱特性差异识别地物和现象,是遥感应用的基本出发点影像灰度或色彩差异遥感图像上波谱特性差异其响应(感测)波段内电磁辐射能量大小的反映。（波谱分辨率辐射分辨率）3.5.1遥感图像的基本属性

3.5.1.1波谱特性第135页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三SpectralResolution3.5.1.1波谱特性（续1）第136页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三黑白全色像片天然彩色像片

反映地物对可见光的反射能量黑白红外像片彩色红外像片

反映地物在部分可见光和摄影红外波的反射能量3.5.1.1波谱特性（续2）第137页，讲稿共154页，2023年5月2日，星期三德州热红外图像

反映地物在热红外波段的热辐射能量(辐射温度)

成像雷达图像

反映地物对人工