合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)进行二维成像时,三维地物在图像中会产生严重的混叠,给目标识别与图像解译带来极大的困难,已成为制约SAR装备在应用中有效发挥的主要瓶颈。SAR三维成像技术能够直接获得目标的三维电磁散射结构,消除SAR图像中由于成像机理导致的收缩、叠掩、顶底倒置等现象,对三维环境重构、目标精细化解译、城市测绘和灾害评估等应用具有重大意义。
SAR三维成像技术受到了各国高度重视。在我国,电子科技大学、国防科技大学、北京航空航天大学、西安电子科技大学和中国科学院电子学研究所等单位也开展了相应的研究和实验工作。其中,中科院电子所微波成像技术国家级重点实验室2015年研制成功国际上第一部阵列干涉三维SAR系统,并获得了国际首批机载阵列SAR 三维场景成像结果。
(a) 阵列干涉SAR机载平台 (b) 阵列天线(2发8收) (c) 舱内处理设备
图1 中科院电子所2015年研制成功国际上第一部阵列干涉SAR三维成像系统
(a) 场景内某小区的光学遥感图像 (b) 阵列干涉SAR系统某通道获得的SAR图像
(c) 阵列干涉SAR三维点云 (d) 阵列干涉SAR三维模型重建结果
图2 2015年在山西获得国际上首批机载阵列SAR三维场景成像结果
(a) 阵列干涉SAR某地区三维点云
(b) 局部点云展示一 (c) 局部点云展示二
图3 2019年某地区复杂城市机载阵列SAR三维成像结果