合成孔徑雷達圖像輻射分辨率工程估算公式的校正

1、合成孔徑雷達圖像輻射分辨率工程估算公式的校正合成孔徑雷達圖像輻射分辨率工程估算公式的校正摘要摘要：該文分析了合成孔徑雷達圖像輻射分辨率的本質，指出了目前工程應用的合成孔徑雷達圖像輻射分辨率估算值存在著較大的誤差，只適合于定性分析。在利用信號檢測錯誤概率的基礎上推導出了適合于定量分析的合成孔徑雷達圖像輻射分辨率的工程估算公式。關鍵詞：關鍵詞：合成孔徑雷達，雷達圖像，輻射分辨率1、前言前言合成孔徑雷達（SAR）是可以實現(xiàn)全天時、全天候、遠距

2、離、大范圍、高空間幾何分辨率微波成像的重要遙感手段。衡量SAR圖像質量的主要指標是空間分辨率和輻射分辨率?？臻g分辨率是SAR反映地物目標空間幾何結構精度的衡量，而輻射分辨率是SAR反映地物目標微波散射特性精度的衡量。經(jīng)輻射校正的SAR圖像應該是目標場景微波散射特性的描述。越精確地反映地物目標的微波散射特性，SAR系統(tǒng)越能高質量地成像。在農(nóng)作物長勢判別、地物溫度區(qū)分，特別是海洋現(xiàn)象的研究中，區(qū)分目標散射特性微弱差異的能力尤為重要。準確地估

3、算SAR輻射分辨率是SAR設計過程中的重要環(huán)節(jié)。但由于SAR系統(tǒng)比傳統(tǒng)的微波成像系統(tǒng)具有高空間分辨的特性，可以通過目標的空間幾何形狀判讀SAR圖像，因此往往忽略了輻射分辨率在SAR系統(tǒng)中的作用。目前SAR設計過程中應用的輻射分辨率估算公式形式簡單，存在著較大的誤差，不適合定性分析。2、合成孔徑雷達圖像的輻射分辨率合成孔徑雷達圖像的輻射分辨率當SAR天線方向圖覆蓋區(qū)域足夠大，區(qū)域內散射單元總數(shù)足夠大，而且覆蓋區(qū)域內沒有一個大散射體能支配回

4、波特性時，所有散射單元累加后的瞬時電壓幅度和相位是相互獨立的，并分別是符合瑞利分布和區(qū)間均勻分布的隨機變量。那么，平方律濾波器?????輸出的雷達信號功率電平的密度函數(shù)為指數(shù)分布。由于指數(shù)分布是具有二階自由度的分布，將N個指數(shù)分布的獨立樣本進行非想干平均（多視處理），得到信號的概率密2?x度函數(shù)為2N自由度的分布，即2?12221()exp()()NxxpxNNNN???????????????????????（1）其均值和標準方差分別

5、為式（6）只能定性地分析SAR輻射分辨率而不能對其做出精確的定量分析。4、合成孔徑雷達圖像輻射分辨率與信號的檢測特性合成孔徑雷達圖像輻射分辨率與信號的檢測特性傳統(tǒng)的定義不能直觀地反映SAR圖像輻射分辨率的意義以及多視數(shù)和圖像信噪比對其影響。SAR圖像輻射分辨率實際是從功率為的噪聲中以一定的可靠性（檢測特性）noiseP可以區(qū)分的兩個點回波功率之比。假設，輻射分辨率可以表示為12()ssPP12ssPP?d?12sdsPP??（7）如果信

6、號和噪聲的功率密度函數(shù)都是2N自由度的分布，那么信號加噪聲的功率密2?度函數(shù)也就服從2N自由度的分布，其均值是。由式（3）可2?212isinoisePPi????得這樣構成的兩個分辨單元回波加噪聲的概率分布為1()exp12()()!NisinoisesinoisesinoiseNxTxNpxiPPNiPPPP????????????????????（8）如果當回波功率滿足時我們認為是信號，否則是信號，那么，x12()()pxpx?1

7、s2s將信號存在時被誤判為的概率（漏警率）為1s2s02()mxPpxdx????（9）而將信號存在時誤判為的概率（虛警率）為2s1s010()xfaPpxdx??（10）將式（8）代入式（9）和式（10），經(jīng)相應的整理，可得1000221exp[][]!nNmnsnoisesnoiseNxnxPPPnPP????????（11）10001111exp[][]!nNfansnoisesnoiseNxnxPPPnPP?????????（1