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图 5.3 不同温度下负指数函数曲线. 69
图 5.4 真实 SAR图像局部切片 . 69
图 5.5 SPMRF 算法去斑效果图. 73
1 绪论
1.1 合成孔径雷达（SAR）简介
合成孔径雷达（SAR， Synthetic Aperture Radar）是一种高分辨率利用微波进行感
知的主动传感器，也是微波遥感设备中发展最迅速和最有成效的传感器之一。传感器
向地面发射能量波束并接收散射信号进行探测，而不依赖太阳的辐射能量；同时微波
具有可以穿透云层、大气烟雾等特点。不同波段、不同极化、不同体制的SAR系统的
出现，使得人们不仅可以灵活地全方位地实现对地观测，而且可以实现干涉测量
（InSAR）、地面运动目标（GMTI）、隐蔽目标探测等多种功能。
1.1.1 合成孔径雷达的技术特点：
（1） 具有全天候、全天时的工作能力
微波能穿透云雾并在一定程度上也能穿透雨区，具有全天候工作能力。合成孔径
雷达是一种主动微波遥感系统，雷达天线发射探测用的微波并接收地物目标的回波，
而不依赖于太阳的辐射和地物目标的辐射来成像，因此雷达遥感可以昼夜工作，具有
全天时的特点。
（2） 包括多种散射信息
微观研究结果表明，可见光的产生来源于物质外层电子的激励。红外线的产生是
由于物质的分子振动和晶格振动。微波的产生则是由于物质的分子旋转和反转、电子
自转与磁场之间的相互作用而引起。由此说明雷达遥感图像的成像机理与光学遥感图
像的成像机理有着本质上的不同。
（3） 雷达波对地物具有一定的穿透能力
能够穿透天然植被、人工伪装和地表层一定深度的土壤，为揭露军事目标和设施
的伪装提供了有效的手段，也能用于测量地面的许多特征。
（4） 和一般的相干成像类似，SAR图像具有相干斑效应，影响图像质量。
（5） 如果采用并行轨道或者一定基线长度的双天线，还可以获得包括地面高度
信息在内的三文高分辨图像。
1.1.2 合成孔径雷达的应用：
合成孔径雷达可以应用到许多领域，我们从军用和民用两个方面加以概述，在民
用方面主要为：
（1） 地质和矿资源勘探方面，合成孔径雷达可以用来普查地质结构，研究地质
分布、岩石分布及矿物分布等。
（2） 在地形测绘和制图学方面，合成孔径雷达可以用来进行大面积地形测绘。
用来测定山脉、河流、城市、乡村、道路、桥梁等的位置和形状。研究城
市变迁、湖泊分布及变迁，了解效能运输状况等。
（3） 在海洋应用方面，合成孔径雷达可以用来研究大面积海浪特性，研究冰山
分布，海洋变迁、海洋污染等。
（4） 在水资源应用方面，合成孔径雷达可以大面积测定土壤湿度，估定大面积
降雨量，研究地面雪覆盖情况等。
（5） 在农业和林业应用方面，合成孔径雷达可以用作农作物鉴别，研究农作物
生长状况并估计农业产量，研究田地分界，研究自然植被分布、覆盖，研
究森林生长状况，发现森林火灾。
合成孔径雷达在军事领域的主要应用：
（1） 战略应用——全天候全球战略侦察，全天候海洋军事动态监视，战略导弹
终端要点防御的目标识别与拦截，战略导弹多弹头分导自动引导，轨道平
台开口的识别与拦截，对战略地下军事设施的探测。
（2） 战术应用——全天候重点战区军事动态监视，大型坦克群的成像监视，反