中國海洋合成孔徑雷達衛(wèi)星工程、產(chǎn)品與處理

目錄
第1章 合成孔徑雷達衛(wèi)星發(fā)展概述 1
1.1 國外星載合成孔徑雷達 3
1.1.1 L頻段星載SAR 4
1.1.2 S頻段星載SAR 6
1.1.3 C頻段星載SAR 6
1.1.4 X頻段星載SAR 9
1.2 中國星載合成孔徑雷達 11
1.2.1 環(huán)境一號C衛(wèi)星 11
1.2.2 高分三號衛(wèi)星 12
1.3 星載合成孔徑雷達現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 13
第2章 高分三號衛(wèi)星工程 15
2.1 衛(wèi)星工程任務(wù)、應(yīng)用需求及觀測要素 17
2.1.1 工程任務(wù) 17
2.1.2 主要應(yīng)用需求 17
2.1.3 主要觀測要素 18
2.2 衛(wèi)星工程系統(tǒng)指標及組成 18
2.2.1 衛(wèi)星工程系統(tǒng)指標 18
2.2.2 衛(wèi)星工程組成 22
2.3 衛(wèi)星系統(tǒng) 23
2.3.1 系統(tǒng)組成 23
2.3.2 系統(tǒng)指標 36
2.3.3 衛(wèi)星構(gòu)形 39
2.3.4 衛(wèi)星能源 39
2.3.5 衛(wèi)星數(shù)據(jù) 41
2.3.6 姿態(tài)控制 41
2.4 運載火箭系統(tǒng) 43
2.5 發(fā)射場系統(tǒng) 44
2.6 測控系統(tǒng) 44
2.7 地面系統(tǒng) 45
2.7.1 數(shù)據(jù)接收系統(tǒng) 45
2.7.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 45
2.7.3 任務(wù)管理系統(tǒng) 47
2.8 應(yīng)用系統(tǒng) 48
第3章 高分三號衛(wèi)星合成孔徑雷達載荷 49
3.1 合成孔徑雷達成像原理 51
3.1.1 距離向成像 51
3.1.2 方位向成像 52
3.1.3 合成孔徑雷達二維成像 54
3.2 極化合成孔徑雷達基礎(chǔ)理論 56
3.2.1 極化電磁波的表征 56
3.2.2 目標極化特征的表征 58
3.3 星載合成孔徑雷達成像模式 60
3.3.1 條帶模式 61
3.3.2 聚束模式 61
3.3.3 滑動聚束模式 62
3.3.4 ScanSAR模式 63
3.3.5 TOPSAR模式 63
3.4 合成孔徑雷達圖像主要技術(shù)指標 64
3.4.1 幾何分辨率 64
3.4.2 旁瓣比 65
3.4.3 成像幅寬 66
3.4.4 輻射分辨率 67
3.4.5 噪聲等效后向散射系數(shù) 67
3.4.6 輻射精度 67
3.4.7 模糊度 68
3.4.8 幾何定位精度 69
3.4.9 圖像動態(tài)范圍 70
3.4.10 極化隔離度與通道不平衡度 70
3.5 星載合成孔徑雷達系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 71
3.5.1 脈沖重復(fù)頻率選擇 71
3.5.2 模糊問題 71
3.5.3 天線尺寸 73
3.5.4 信噪比 74
3.5.5 品質(zhì)因數(shù) 75
3.5.6 星載SAR載荷系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 76
3.6 高分三號衛(wèi)星合成孔徑雷達系統(tǒng)設(shè)計 77
3.6.1 總體方案 78
3.6.2 載荷設(shè)計 79
3.6.3 成像模式設(shè)計 83
第4章 高分三號衛(wèi)星標準產(chǎn)品處理方法 89
4.1 地面處理系統(tǒng)體系架構(gòu) 91
4.1.1 任務(wù)控制 92
4.1.2 數(shù)據(jù)錄入 92
4.1.3 標準產(chǎn)品生產(chǎn) 93
4.2 數(shù)據(jù)處理流程 93
4.2.1 數(shù)據(jù)錄入流程 93
4.2.2 標準產(chǎn)品生產(chǎn)流程 94
4.3 零級產(chǎn)品處理 96
4.4 一級產(chǎn)品處理 96
4.4.1 滑動聚束模式成像處理 97
4.4.2 條帶模式成像處理 99
4.4.3 掃描模式成像處理 100
4.4.4 輻射校正101
4.4.5 極化校正102
4.4.6 多視處理102
4.5 二級產(chǎn)品處理103
4.6 產(chǎn)品性能分析105
4.6.1 聚束模式聚焦性能評價 105
4.6.2 超精細條帶模式通道不平衡校正 111
4.6.3 全極化條帶模式極化不平衡校正 112
第5章 高分三號衛(wèi)星標準產(chǎn)品 115
5.1 產(chǎn)品等級117
5.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與格式118
5.2.1 1 級產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與格式 118
5.2.2 2 級產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與格式 119
5.3 產(chǎn)品命名規(guī)則119
5.3.1 1 級產(chǎn)品命名規(guī)則 119
5.3.2 2 級產(chǎn)品命名規(guī)則 122
5.4 產(chǎn)品特性與性能123
5.5 產(chǎn)品描述文件147
5.5.1 基本信息148
5.5.2 傳感器參數(shù)149
5.5.3 衛(wèi)星平臺參數(shù)151
5.5.4 雙頻GPS數(shù)據(jù)152
5.5.5 姿態(tài)參數(shù)152
5.5.6 產(chǎn)品信息153
5.5.7 圖像信息154
5.5.8 處理參數(shù)155
5.6 入射角文件158
5.7 RPC 文件 158
5.8 標準產(chǎn)品基本處理方法 160
5.8.1 后向散射系數(shù)計算 161
5.8.2 1A級產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為1B級產(chǎn)品161
5.8.3 1級產(chǎn)品處理為2級產(chǎn)品 162
5.8.4 多普勒參數(shù)計算 164
第6章 高分三號衛(wèi)星海洋圖像質(zhì)量提升技術(shù) 165
6.1 方位模糊抑制167
6.1.1 單通道SAR復(fù)圖像方位模糊抑制168
6.1.2 雙通道SAR方位模糊抑制171
6.1.3 處理結(jié)果176
6.2 保分辨率旁瓣抑制178
6.2.1 基于正則化模型的保分辨率旁瓣抑制179
6.2.2 基于回波觀測模型成像的保分辨旁瓣抑制183
6.2.3 處理結(jié)果191
6.3 掃描模式“扇貝效應(yīng)”去除 194
6.3.1 改進的多普勒中心頻率估計 196
6.3.2 弱信噪比條件下“扇貝效應(yīng)”抑制方法198
6.3.3 處理結(jié)果201
6.4 相干斑噪聲抑制202
6.4.1 單極化圖像相干斑噪聲抑制 202
6.4.2 多極化圖像相干斑噪聲抑制 203
6.4.3 處理結(jié)果206
第7章 高分三號衛(wèi)星海洋領(lǐng)域典型應(yīng)用 209
7.1 海洋防災(zāi)減災(zāi)211
7.1.1 臺風(fēng)監(jiān)測211
7.1.2 海上溢油監(jiān)測213
7.1.3 綠潮監(jiān)測217
7.1.4 海冰監(jiān)測219
7.2 海域與海岸帶監(jiān)測223
7.2.1 海水養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測 223
7.2.2 圍填海監(jiān)測226
7.2.3 海岸帶監(jiān)測230
7.3 極地環(huán)境監(jiān)測與科考保障 233
7.4 海洋權(quán)益維護235
7.4.1 船舶監(jiān)視235
7.4.2 油氣平臺監(jiān)視238
7.5 海洋動力環(huán)境監(jiān)測與海洋科學(xué)研究 240
7.5.1 海浪240
7.5.2 海風(fēng)245
7.5.3 內(nèi)波247
7.5.4 海上強降水249
第8章 后續(xù)業(yè)務(wù)衛(wèi)星展望253
8.1 組成衛(wèi)星觀測星座255
8.2 成像模式改進255
8.2.1 掃描模式改為TOPSAR模式 255
8.2.2 提高波模式空間分辨率和觀測幅寬256
8.2.3 試驗?zāi)Ｊ?57
8.3 增加AIS數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)與星上實時處理器 259
8.3.1 接收AIS數(shù)據(jù)259
8.3.2 星上實時處理259
8.4 增加衛(wèi)星每日觀測時間 260
8.5 增加數(shù)據(jù)產(chǎn)品種類與產(chǎn)品描述文件信息260
8.5.1 增加4種1A級海洋定制產(chǎn)品261
8.5.2 增加1C級幅度圖像地距標準產(chǎn)品262
8.5.3 增加3級幾何精校正海洋定制產(chǎn)品262
8.5.4 增加3種4級應(yīng)用海洋定制產(chǎn)品 263
8.5.5 增加精密定軌產(chǎn)品和 AIS 報文產(chǎn)品 263
8.5.6 增加產(chǎn)品描述文件信息 263
參考文獻 264
附錄 1 縮略語與術(shù)語表271
附錄 2 GF-3波控編碼表273