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高分三號衛星GF-3極化SAR

高分三號衛星資料包括L0-L3 級標準產品及L4級行業應用產品,標準產品的生產是高分三號衛星資料應用必不可少的處理步驟,它是生成4級行業應用產品的前提。
(1) L0級產品聚焦處理
SAR感測器接收的原始訊號為RAW資料(L0級),需要利用聚焦演算法對其進行成像處理生成斜距單視複數影像(SLC 影像,L1 級),SLC影像是使用者常用的一種資料產品型別。
(2)L1級輻射定標產品生產
由於多種誤差源的存在,SLC資料存在輻射誤差,為能精確反映地物回波特性,需要進行輻射定標處理,將輸入訊號轉化為雷達後向散射係數。(???所以說GF3號的L1級輻射定標產品想提取其後向散射係數時不用再進行輻射定標了嗎????)
(3)L1級多視產品生產
SLC資料為1視複數資料,為提高影象的視覺效果,同時提高對每個像元后向散射的估計精度,需要進行多視處理,即對目標的多個獨立樣本進行平均疊加。多視處理一方面使影像幾何特徵更接近地面實際情況,另一方面也在一定程度上降低了斑點噪聲(在降低噪聲的同時降低了空間解析度)。(???所以說GF3號的L1級多視產品不再需要多視處理了嗎????)
(4)L1級影像配準產品生產
採用多個時相資料時,需要進行多時相影像配準。常用的配準方法主要有:相干係數法、最大幹涉頻譜法、平均波動函式法、基於相位和基於強度的最小二乘法等。
(5) L1級斑點噪聲濾波產品生產
由於SAR系統是相干系統,相干斑噪聲是SAR影像的固有現象。相干斑噪聲的存在嚴重影響了SAR影像的地物可解議性,因此需要進行斑點噪聲濾波處理。常用的SAR 濾波器通常指空間濾波器,主要有Lee濾波器、Frost 濾波器、Kuan濾波器以及Gamma MAP濾波器等。針對多時相資料,還可以採用多通道濾波器或多時相濾波器。
(6) L1級強度影像產品生產
強度特徵是SAR影像最主要的特徵之一,基於SAR強度影像可以提取地物資訊,因此需要將SAR複數影像資料轉換為SAR強度影像資料。
(7) L1級極化特徵產品生產
地物電磁特性與電磁波的極化方式有著密切的關係,同一目標在不同的極化方式下會產生不同的回波訊號,不同地物對極化的響應能力不同,利用不同極化的電磁波對地物進行觀測,能夠得到更加豐富的地物資訊。全極化SAR不僅可以提供HH、HV、VH和VV四種極化測,能夠得到更加豐富的地物資訊。全極化SAR不僅可以提供HH、HV、VH和VV四種極化步增強地物資訊提取能力。
(8) L2級地理編碼產品生產
根據衛星下傳的姿軌資料,對L1級影象資料經過幾何定位後、地圖投影、重取樣後的資料產品為L2級地理編碼產品。地理編碼通常採用基於RD定位模型的幾何校正處理方法。L2級地理編碼產品通常指地理編碼橢球校正(GEC) 產品,GEC 將地球表面簡化為一個橢球面。
(9) L3級地理編碼產品生產
要很好地應用SAR資料必須在L2級地理編碼產品基礎上進行幾何精校正,生成L3級地理編碼產品,即地理編碼地形校正(GTC)產品,GTC利用數字高程表面模型作為真實地球表面或利用控制點對定位模型進行引數優化。
(10) L4 級行業應用產品生產
L4級行業應用產品生產,包括海洋、減災、水利、氣象及其他多個行業應用產品生產等。


其他:

高分三號衛星
高分三號衛星簡介
高分三號衛星於2016年8月發射升空。它是我國被譽為“天眼工程”的高解析度對地觀測系統重大專項“形成高空間解析度、高時間解析度、高光譜解析度和高精度觀測的時空協調、全天候、全天時的對地觀測系統”的目標的重要組成部分。其可以提供SAR影象。
高分三號衛星是我國首顆解析度可以達到1m的****C頻段多極化合成孔徑雷達衛星,;也是“高分家族”中唯一一顆合成孔徑雷達衛星,它不需要藉助光線,而是利用微波,屬於微波遙感範疇。同時還是迄今為止世界上成像模式(12種)最多的星載合成孔徑雷達。
高分三號的解析度:高分三號衛星提供的SAR影象可以提供1米至500米解析度、10公里至650公里幅寬的微波遙感資料,用於服務於海洋環境監測與權益維護、災害監測與評估、水利設施監測與水資源評價管理、氣象研究及其他多個領域。
高分三號選用C波段的好處:根據功能和使命的不同,地球微波遙感探測衛星可以劃分為L、 S、C、X等頻段,頻率依次由低到高。頻率越低,穿透力越強,越高則穿透力越差。打個比方,假如用這四種頻段看一棵樹,X頻段只能看到樹梢,L、 S頻段只能看到樹根,C頻段則介於兩者之間,既能看到地表,也能看到樹幹。因此,在對海洋、氣象、減災等環境和目標進行探測時,C頻段的優勢更為突出。
高分三號採用多極化方式:電磁波發射分為水平波(H)和垂直波(V),接收也分為H和V。單極化是指(HH)或者(VV),就是水平發射水平接收或垂直髮射垂直接收,如果你研究的是氣象雷達領域那一般都是(HH)。雙極化是指在一種極化模式的同時, 加上了另一種極化模式,如(HH)水平發射水平接收和(HV)水平發射垂直接收。全極化技術難度最高,要求同時發射H和V,也就是(HH)(HV)(W)(VH)四種極化方式。而高分三號多極化包含上述所有極化方式,即單極化、雙極化及全極化。
高分三號有12種成像模式:高分三號衛星是迄今為止成像模式(12種)最多的SAR衛星,它不僅涵蓋了傳統的條帶、掃描成像模式,而且可在聚束、條帶、掃描、波浪、全球觀測、高低入射角等多種成像模式下實現自由切換,既可以探地,又可以觀海,達到“一星多用”的效果。
高分三號衛星壽命為8年,高於其他衛星:高分三號衛星的設計使用壽命為8年,高於其他國產高分衛星和國外雷達衛星。(其他高分衛星3-5年,國際衛星6-7年)
高分三號衛星的波束掃描模式(對應於成像模式)
合成孔徑雷達的波束掃描模式
合成孔徑雷達按波束掃描方式一般分為三種模式:條帶式SAR、聚束成像SAR和掃描式SAR。
條帶式SAR:其波束指向與載體的飛行方向是固定的,波束掃描平行於飛行航跡的一條條帶區域,並得到該條帶區域的雷達影象。該模式成像技術相對簡單,適合進行大面積的測繪,星載條帶式SAR的測繪頻寬可達幾百公里。
聚束式SAR:其波束始終指向成像景物,可以對景物進行長時間的觀測,獲得長的合成孔徑,從而獲得高的方位解析度。該模式適合於對景物進行精細成像。(解析度會高一些)
掃描式SAR(scanSAR):它是條帶模式和聚束模式的結合體,它根據實際情況選擇用條帶模式或者聚束模式對景物進行粗略或者精細成像。
無論那種成像方式其基本原理是相同的,都基於距離多普勒原理。雷達成像中距離解析度都是通過發射寬頻帶訊號進行接受匹配濾波得到窄脈衝,方位解析度通過對散射點回波訊號的多普勒歷程進行相干積累得到。
高分三號的成像模式(細分12種)
共包括6種條帶成像模式、1種滑塊聚束成像模式、3種掃描成像模式、1種波成像模式、2中擴充套件入射角成像模式。
對於這12種成像模式,直接用前人整理出來的圖示進行說明。

1.滑動聚束模式(SL)是一種新穎的SAR成像模式,它通過控制天線輻照區在地面的移動速度來控制方位解析度,其成像的面積比聚束SAR大,並且其解析度可以高於相同天線尺寸條帶SAR的解析度,它可以在高解析度和大面積成像中做出更好的權衡。影象也不會產生扇貝效應,因此是一種比較有應用價值的工作模式。高分三號在該模式下能夠實現解析度1m,成像面積10km* 10km。
這裡要注意高分三號用的是滑動聚束SAR模式,不是普通的聚束SAR模式,滑動聚束SAR模式兼具了條帶式以及聚束式的特點。首先,條帶SAR和滑動聚束SAR的基本原理是相同的,都是通過對平臺運動所產生的多普勒頻率進行分析從而提高方位分辨能力,因而大部分概念和術語基本一致,但兩者之間由於不同特性。其次,聚束式SAR其波束始終指向成像景物,可以對景物進行長時間的觀測,獲得長的合成孔徑,從而獲得高的方位解析度。該模式適合於對景物進行精細成像。

2.6種條帶模式
一般的星載SAR都具有條帶模式,目前的大部分星載SAR都以條帶模式為常用工作模式。

3.3種掃描模式(ScanSAR)
ScanSAR是星載SAR寬測繪帶觀測的重要模式,它通過在多個子測繪帶間切換,來擴充套件其一次通過觀測地區時的觀測頻寬度,從而實現寬測繪帶觀測。星載SAR工作於ScanSAR模式時,首先在第一個子測繪帶工作一段時間,再切換到第二個子測繪帶。對所有子測繪帶完成掃描後,再回到第一個子測繪帶繼續工作。為了地面影象能夠連續,ScanSAR 需要在合成孔徑時間內完成對所有子測繪帶的觀測,在每個測繪帶觀測的時間就會比較少。從目標的角度看,就是把原來的合成孔徑時間,與在同一方位向不同測繪帶的目標分享,各佔一段。因此,相比條帶模式,ScanSAR 可以說是犧牲一部分的解析度來換取了寬的測繪帶。

4.波成像模式
暫無相關資料
5.高低入射角成像模式
暫無相關資料