雷达学报

SAR层析成像及应用（Laurent Ferro-Famil 法国雷恩第一大学，Stefano Tebaldini 意大利米兰理工大学）

发布日期: 2021-03-31 阅读次数：

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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。作为近些年来兴起的一种新的SAR工作模式，SAR层析成像利用多部天线或多次航过形成高程上的合成孔径，实现了对雷达目标的三维分辨能力,可对观测目标进行高程向重构。其在地形测绘、生物量估计、资源调查、森林覆盖、建筑设施三维和四维（几何三维加随时间形变）成像、考古学、掩埋物体探测以及其它民用军用方面具有很大的应用潜力。全极化数据具有丰富的散射信息，将全极化数据与SAR层析成像相结合,能够提高目标三维定位的精度，同时获得目标更加完整的极化散射特性，满足更为精细的地物分类任务要求。

本课程旨在为读者构建SAR层析成像的整体脉络，帮助读者理解SAR层析信号处理的本质，初步掌握极化SAR层析技术。本课程主要包括三个部分：

第一部分是SAR基本理论：主要概述SAR成像的基本原理：介绍SAR干涉信号处理的基础，包括介绍干涉SAR（InSAR）的几何原理和相位解缠等；介绍极化SAR的基本原理和应用，包括极化椭圆，极化信号的表征，极化基变换，极化合成，极化目标分解等，并介绍极化SAR在土壤湿度反演，土地利用分类和目标探测上的应用。

第二部分是SAR层析（TomoSAR）技术基础：主要介绍噪声对InSAR干涉质量的影响，层析SAR成像基本原理；基于谱分析法的极化SAR层析聚焦；复杂环境下的极化层析SAR（PolTomoSAR）；利用压缩感知进行SAR层析成像。

第三部分是极化干涉SAR和极化SAR层析信号处理：主要介绍ROVG模型，极化干涉SAR原理，地面-体散射分解；介绍SAR层析相位校正的方法，包括相位屏效应的机理，相对和绝对相位校正，利用永久散射体干涉（PSI）的相位校正，利用克罗内克积和（SKP）的相位校正等方法。

本课程共16讲，PPT为英文。在讲授基本理论和算法之外，还以BioSAR任务为例演示了SAR层析在树高提取和生物量估算等方面的应用，以城市区域为例展示了SAR层析成像在三维和四维成像的效果，并提供了多个仿真实验以供学员加深对所学内容的理解。