合成孔径雷达(SAR)具有全天时、全天候多维度地表信息获取能力,是当前对地观测领域不可或缺的技术手段,正受到越来越多的关注。
本课程旨在通过简要的介绍,在不过多介绍处理细节的前提下,为读者构建SAR信号处理的整体脉络,并帮助读者理解SAR信号处理的本质。本课程主要包括三个部分:
本课程的第一部分概述了SAR信号处理的基础知识和最新发展:从信号处理和统计的基础知识入手,说明了SAR相干成像的原理;在不涉及SAR聚焦算法具体细节的情况下,传达了从全息原始数据重建SAR图像的想法;解释了与SAR有关的物理和图像特性,例如不同的散射效果,图像分辨率,旁瓣水平,几何形状,斑点,典型伪影等;推导了SAR雷达方程;解释了SAR图像的地理编码,并考虑了对流层和电离层对SAR成像的影响。
本课程的第二部分主要介绍干涉SAR(InSAR),例如标准InSAR、差分InSAR、持续散射干涉(PSI)和层析SAR(TomoSAR):从几何和信号处理的角度介绍了这些用于数字高程模型(DEM)生成和地表形变测量的技术;介绍了相干、相位噪声、频谱偏移和临界基线的概念;介绍了TomoSAR,并说明其是映射3D对象及其形变或运动的最普遍原理;讨论了相位解缠这一InSAR处理中最容易出错的步骤。
本课程的第三部分介绍了“稀疏性”这一SAR和TomoSAR反演的基本概念。相关结果表明,通过利用稀疏性,例如通过基于压缩感知(CS)的技术,可以实现超分辨率。本部分还给出了超分辨率因子和位置误差的克拉美罗下界(CRLB)的介绍。
本课程还对TerraSAR-X和TanDEM-X星载SAR的成像结果和典型应用进行了介绍,例如在地震和火山监测、冰川监测、SAR海洋学和DEM生成中的应用。
本课程共15讲,PPT为英文,其中第5讲、第8-10讲安排了练习作业。