合成孔徑雷達(dá)圖像輻射分辨率工程估算公式的校正

1、合成孔徑雷達(dá)圖像輻射分辨率工程估算公式的校正合成孔徑雷達(dá)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(dá)圖像輻射分辨率的本質(zhì)，指出了目前工程應(yīng)用的合成孔徑雷達(dá)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(chǔ)上推導(dǎo)出了適合于定量分析的合成孔徑雷達(dá)圖像輻射分辨率的工程估算公式。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：合成孔徑雷達(dá)，雷達(dá)圖像，輻射分辨率1、前言前言合成孔徑雷達(dá)（SAR）是可以實現(xiàn)全天時、全天候、遠(yuǎn)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(zhì)量的主要指標(biāo)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(biāo)空間幾何結(jié)構(gòu)精度的衡量，而輻射分辨率是SAR反映地物目標(biāo)微波散射特性精度的衡量。經(jīng)輻射校正的SAR圖像應(yīng)該是目標(biāo)場景微波散射特性的描述。越精確地反映地物目標(biāo)的微波散射特性，SAR系統(tǒng)越能高質(zhì)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(biāo)散射特性微弱差異的能力尤為重要。準(zhǔn)確地估

3、算SAR輻射分辨率是SAR設(shè)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(biāo)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(shè)計過程中應(yīng)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(dá)圖像的輻射分辨率合成孔徑雷達(dá)圖像的輻射分辨率當(dāng)SAR天線方向圖覆蓋區(qū)域足夠大，區(qū)域內(nèi)散射單元總數(shù)足夠大，而且覆蓋區(qū)域內(nèi)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(dá)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)圖像輻射分辨率與信號的檢測特性合成孔徑雷達(dá)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(shè)，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(gòu)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(dāng)回波功率滿足時我們認(rèn)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(yīng)的整理，可得1000221exp[][]!nNmnsnoisesnoiseNxnxPPPnPP????????（11）10001111exp[][]!nNfansnoisesnoiseNxnxPPPnPP?????????（1