Introducción típica del sensor
(1) Sensor óptico de fotografía
El principio de funcionamiento básico de este tipo de sensor se basa en el principio de imagen de la óptica geométrica, enfocando la imagen a través de una lente (grupo), utilizando Los materiales fotosensibles y, a través de reacciones fotoquímicas, detectan y registran directamente la energía de la radiación electromagnética en la luz visible y las bandas infrarrojas fotográficas reflejadas por el objetivo, formando así una imagen solidificada del objetivo en una película o papel de imagen. Sus ventajas son alta resolución espacial, bajo costo, operación simple y gran capacidad de información. La desventaja es que está limitado al espectro de 0. 3 ~ 1,3 micrones, la distorsión geométrica de la imagen es grave y la imagen está limitada por el clima, las condiciones de iluminación y los efectos atmosféricos.
Los sensores ópticos típicos de fotografía son varias cámaras, que se pueden dividir en cámaras de fotograma, cámaras de hendidura, cámaras multiespectrales y cámaras panorámicas según sus estructuras y métodos de exposición de la película.
1. Cámara enmarcada
Este es el sensor con el que estamos más familiarizados. Se compone principalmente de colector, lente objetivo, detector y película fotográfica, además de casete, obturador, rejilla y dispositivo de transmisión mecánica. Sólo hay una imagen latente en la película expuesta y la imagen sólo puede mostrarse después del procesamiento fotográfico. El principio de imagen de este sensor es obtener una fotografía completa (18 cm × 18 cm o 23 cm × 23 cm) en un momento de disparo determinado. Todos los puntos de la imagen en una fotografía comparten un centro de disparo y el mismo plano de imagen.
Figura 3-5 Cámara de hendidura
2. Cámara de hendidura
La cámara de hendidura también se llama cámara de banda aérea. En un avión o satélite, la imagen obtenida en el momento de la fotografía es una imagen terrestre perpendicular al rumbo e igual al ancho del espacio. Esto se debe a que se coloca una barrera de rendija delante del plano focal de la cámara para bloquear todas las imágenes fuera de la rendija (Figura 3-5). A medida que el avión o el satélite avanza, la imagen en la rendija perpendicular a la dirección de vuelo en el plano focal de la cámara también cambia continuamente. Si la película de la cámara también se enrolla continuamente y su velocidad es la misma que la velocidad de movimiento de la imagen en el suelo en el espacio, se puede obtener una tira continua de película para fotografía aérea. Cuando la velocidad del avión no coincide con la velocidad de la película, se produce una distorsión afín en la imagen. La característica de proyección de una cámara de rendija sigue siendo obtener instantáneamente la proyección central de la imagen del ancho de la rendija. Sin embargo, para las imágenes en tira, dado que se adquieren continuamente a medida que la cámara se mueve con el avión, las propiedades de proyección de la imagen en tira son diferentes de las de la imagen en cuadro. La imagen de la línea de trayectoria es una proyección ortográfica, mientras que los puntos de la imagen de otras partes son proyecciones centrales con respecto al centro de la fotografía en sus respectivos espacios, lo que se denomina proyección policéntrica. Además, los cambios de desplazamiento y actitud de los aviones equipados con dichos sensores pueden provocar distorsiones geométricas complejas en las imágenes.
3. Cámara multiespectral
Está diseñada para tomar fotografías multiespectrales de un mismo objetivo en diferentes bandas de ondas. Su estructura es similar a la de una cámara aérea normal, pero tiene las características de múltiples lentes y múltiples canales. Las cámaras multiespectrales comunes se pueden dividir en tres tipos: tipo multicámara, tipo multilente y tipo espectral de lente única.
Multi-lente consiste en poner varias lentes con las mismas características ópticas en una cámara aérea para fotografiar la misma zona en diferentes bandas de ondas. El modelo multicámara consiste en instalar varias cámaras aéreas en el mismo plano y combinarlas en un modelo multicámara. Entre cámaras, los ejes ópticos son paralelos entre sí. Al presionar un botón del obturador, varios obturadores pueden funcionar simultáneamente para realizar fotografías multiespectrales de objetos terrestres. La característica de una cámara espectral de lente única es usar un prisma para dividir el haz de luz en varias bandas de ondas y luego tomar fotografías, o usar películas multifotosensibles que responden a diferentes bandas de ondas para tomar fotografías multiespectrales. Después de tomar la fotografía, la película obtiene una fotografía multiespectral combinada, como fotografía en color y fotografía en color por infrarrojos.
Figura 3-6 Cámara panorámica
4. Cámara panorámica
La cámara panorámica también se llama cámara de escaneo. La estructura de la cámara panorámica se muestra en la Figura 3-6. Establece una hendidura en el plano focal de la lente del objetivo paralela a la dirección del vuelo y utiliza la lente del objetivo para escanear en la dirección perpendicular a la trayectoria del vuelo para obtener una imagen escaneada. Por lo tanto, se le llama cámara de escaneo y, debido a que la lente del objetivo oscila ampliamente y puede absorber imágenes dentro del horizonte en ambos lados de la trayectoria de vuelo, también se le llama cámara panorámica.
Las cámaras panorámicas se caracterizan por largas distancias focales, algunas superiores a los 600 mm, y grandes formatos que pueden capturar imágenes en películas de unos 23 cm de largo y 128 cm de ancho. La lente de precisión de la cámara es pequeña y liviana, y tiene un gran campo de visión de escaneo, a veces de hasta 180°. Esta cámara utiliza una rendija en el plano focal paralela a la dirección de vuelo para limitar el campo de visión instantáneo, por lo que en el momento de disparar obtiene una imagen muy estrecha en el suelo paralela a la trayectoria de vuelo. Cuando la lente del objetivo oscila en dirección vertical, se obtiene una fotografía panorámica. La película de este tipo de cámara se coloca en un arco y, una vez escaneada la lente del objetivo, la película se gira en una sola. Debido a que cada imagen momentánea se construye dentro de un pequeño campo de visión en el centro de la lente del objetivo, cada parte de la imagen es clara y la resolución mejora significativamente en ambos lados del marco de la imagen. Sin embargo, dado que la distancia de la imagen de la cámara panorámica permanece sin cambios y la distancia del objeto aumenta con el aumento del ángulo de escaneo, la escala en ambos lados disminuye gradualmente, lo que resulta en la llamada distorsión panorámica en toda la imagen. Además, el plano avanza durante el escaneo y la oscilación no lineal del espejo de escaneo complica la distorsión de la imagen. La Figura 3-7 muestra la forma de la cuadrícula cuadrada en el suelo en una fotografía panorámica.
Figura 3-7 Distorsión de fotografías panorámicas
(2) Sensor de imágenes de escaneo
El sensor de imágenes de escaneo se obtiene punto por punto y línea por línea en secuencia de tiempo Imagen 2D. Hay dos formas principales: una es un generador de imágenes que escanea la superficie de un objeto, que se caracteriza por escanear y obtener imágenes directamente del suelo, como escáneres infrarrojos, escáneres multiespectrales, espectrómetros de imágenes, generadores de imágenes en espiral y espectrómetros multibanda. El segundo es formar instantáneamente una imagen lineal o incluso una imagen bidimensional en el plano de la imagen y luego escanear la imagen. Dichos instrumentos son lectores de imágenes CCD de barrido lineal, cámaras de televisión, etc.
Figura 3-8 Diagrama estructural de un escáner de infrarrojos aéreo
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La estructura de un escáner de infrarrojos aéreo típico se muestra en la Figura 3-8. Sus elementos estructurales específicos incluyen espejos de escaneo giratorios, sistemas de espejos, detectores, equipos de refrigeración, dispositivos de procesamiento electrónico y dispositivos de salida.
El proceso de escaneo de imágenes del escáner infrarrojo consiste en que cuando el prisma giratorio gira, el primer reflector escanea el suelo una vez en la dirección de la ruta y la energía de radiación del suelo en el campo de visión del escaneo se mueve desde un lado. al otro. Introduzca los sensores en secuencia. La señal de vídeo emitida por el detector se amplifica y modula mediante un amplificador electrónico, y las líneas de imagen correspondientes a la escena en el campo de visión de exploración terrestre se muestran en el tubo de rayos catódicos. Esta línea de imagen se graba en el negativo después de la exposición y luego un segundo espejo de escaneo escanea el suelo. A medida que el avión avanza, la película se sincroniza. Al bajar en secuencia, obtendrá una imagen de franja bidimensional correspondiente al rango del suelo.
A medida que la resolución del terreno cambia con el ángulo de escaneo, la imagen de escaneo infrarrojo se distorsiona, lo que generalmente se llama distorsión panorámica. La causa es similar a la de las cámaras panorámicas.
Los escáneres de infrarrojos también tienen un problema de resolución de temperatura, que está directamente relacionado con la capacidad de respuesta R del detector y el ruido N del sistema sensor. Para obtener una mejor resolución de temperatura, la temperatura equivalente de ruido del sistema infrarrojo se limita a 0,1 ~ 0,5 K, y la resolución de temperatura del sistema es generalmente de 2 a 6 veces la temperatura de ruido equivalente.
2.TM Thematic Mapper
TM Thematic Imager es un instrumento avanzado de escaneo multibanda, que incluye siete bandas espectrales, la primera a la quinta bandas espectrales y la séptima. Las bandas espectrales son visibles. bandas espectrales de luz, infrarrojo cercano e infrarrojo de onda corta, y la sexta banda espectral es la banda espectral de infrarrojo térmico. El campo de visión instantáneo de la luz visible, el infrarrojo cercano y el espectro infrarrojo de onda corta es de 30 m (altura orbital de 705 km), y la resolución del campo de visión instantáneo del espectro infrarrojo térmico es de 120 m. Debido a la resolución espacial mejorada y la cobertura espectral ampliada, se puede utilizar para clasificar los recursos terrestres y dibujar una variedad de mapas temáticos.
Figura 3-9 Sistema óptico del generador de imágenes temático
La estructura del generador de imágenes temático TM se muestra en la Figura 3-9. Su reflector primario está ubicado en la parte media e inferior del instrumento, con un deflector óptico y un reflector secundario al frente. El segundo reflector se monta sobre el soporte estructural del telescopio mediante pilares. Detrás del espejo primario se encuentran el corrector de la línea de exploración, el colimador interno y el plano focal primario. El calibrador interno utiliza una lámpara incandescente, el haz de fibras ópticas sirve como fuente de luz para las bandas espectrales primera a quinta y séptima, y para la sexta banda espectral se utiliza un cuerpo negro con temperatura controlable. El corrector de línea de exploración es un pequeño sistema de exploración de doble espejo impulsado por motor que gira a la misma velocidad que la órbita del satélite, pero en la dirección opuesta. El movimiento de la imagen se corrige directamente mediante el escaneo activo de los espejos. El enfriador de radiación, la óptica de seguimiento y el conjunto de detectores de infrarrojos se encuentran al final del instrumento. Los circuitos electrónicos están alojados en una caja en forma de cuña fijada encima del telescopio. Los principales parámetros de rendimiento del generador de imágenes temáticas se muestran en la Tabla 3-3.
Tabla 3-3 Parámetros especiales del generador de imágenes TM
Figura 3-3-10 Diagrama estructural del escáner HRV
3. Un escáner de barrido lineal. Su estructura simple se muestra en la Figura 3-10. Hay un espejo plano en el instrumento, que refleja las ondas electromagnéticas irradiadas desde el suelo al grupo de espejos y luego las enfoca en el elemento de matriz lineal CCD. El extremo de salida del CCD emite una señal de video de serie temporal. Dado que se utilizan elementos CCD de matriz lineal como detectores, las líneas de imagen perpendiculares a la trayectoria de vuelo se pueden obtener simultáneamente en un instante, sin la necesidad de utilizar un espejo de escaneo oscilante como una cámara de hendidura para obtener franjas de imágenes continuas a lo largo de la pista en un "empuje". -Escoba" manera. . CCD, también conocido como dispositivo de carga acoplada, es un dispositivo sólido fabricado con materiales semiconductores como el silicio. Las cargas generadas por la luz o la excitación eléctrica son transportadas por electrones o huecos y se mueven en el sólido para lograr señales de salida secuenciales.
4. Espectrómetro de imágenes
El espectrómetro de imágenes es un sensor de nueva generación que se desarrolló oficialmente a principios de los años 80. El objetivo principal del desarrollo de este tipo de instrumento es obtener simultáneamente una gran cantidad de imágenes espectrales continuas de banda estrecha de objetos terrestres y datos espectrales casi continuos de cada píxel, por lo que se denomina espectrómetro de imágenes. Actualmente, los espectrómetros de imágenes existentes se pueden dividir en cientos de bandas estrechas en la banda de infrarrojo visible, con alta resolución espectral. A partir de su curva espectral casi continua, se pueden distinguir diferencias sutiles en las características espectrales de diferentes objetos, lo que resulta beneficioso para identificar más objetivos. Por lo tanto, los espectrómetros de imágenes se utilizan principalmente para la detección remota hiperespectral.
Los principios y estructuras de los espectrómetros de imágenes se pueden dividir en dos tipos. Uno puede denominarse detector de matriz lineal CCD más tipo de escaneo óptico (Figura 3-11) y el otro es un detector CCD de matriz de área. más tipo de escaneo óptico.
Figura 3-Modo de trabajo +01 del espectrómetro de imágenes de matriz lineal
Figura 3-12 Modo de trabajo del espectrómetro de imágenes de matriz de área
El primero es en realidad un multi -Los instrumentos de escaneo espectral MSS y TM se están desarrollando hacia bandas más espectrales, por lo que tienen la misma relación de proyección de centro de línea que el CCD de matriz lineal y las imágenes de fotografía de hendidura y características técnicas similares a los escáneres multiespectrales: ① El escaneo espacial se completa balanceando el espejo de escaneo, obtenga así un gran campo de visión (hasta 90°); ② Buen registro de píxeles, puede mirar el mismo píxel en cualquier momento en diferentes bandas (3) El rango de cobertura espectral es relativamente grande, desde luz visible hasta infrarrojo térmico; bandas; ④ Resolución espectral y resolución espacial Es difícil mejorar aún más la eficiencia y la sensibilidad a la radiación.
El segundo tipo de espectrómetro de imágenes es en realidad un desarrollo posterior del escáner puntual de barrido, por lo que tiene la misma relación de proyección central y características similares a HRV que el CCD de área y la fotografía de barrido: ① Mirada de píxeles Con el tiempo, se puede obtener una mayor sensibilidad del sistema y resolución espacial (2) En la banda de luz visible, debido a que el dispositivo es muy maduro, puede lograr una resolución espectral bastante alta; Sin embargo, el registro entre canales espectrales es difícil y el diseño óptico también lo es, por lo que el campo de visión total sólo puede alcanzar unos 30°. ③ El espectro del infrarrojo medio, especialmente el espectro del infrarrojo térmico, está muy limitado por los dispositivos. Actualmente no hay avances sustanciales y es difícil cubrir este espectro.
Como sensor principal de Terra (EOS-AM-1), el espectrómetro de imágenes MODIS se lanzó en 1999. Con sus enormes perspectivas de aplicación y su política de recepción gratuita, las estaciones de recepción y procesamiento MODIS han surgido repentinamente en todo el mundo. MODIS se convertirá en una importante fuente de información para macrorecursos y teledetección ambiental. MO-DIS se divide en 36 bandas, desde luz visible hasta infrarroja, y adopta una estructura de detector CCD de matriz lineal que combina escaneo óptico y mecánico. Las resoluciones terrestres de cada punto debajo del satélite son 250 m, 500 m y 1000 m respectivamente, y la órbita del satélite es sincrónica con el sol. Tránsito a las 10:30 am, con un ancho de barrido de 2330 km, cubriendo básicamente el mundo una vez al día. En la conversión fotoeléctrica de MODIS, el espejo de escaneo de doble cara gira para escanear el suelo, recogiendo las señales espectrales de objetos terrestres con un ancho de 10 km cada vez y luego enfocándolas en el detector del satélite a través de la lente. Debido a que diferentes bandas de longitud de onda requieren diferentes detectores, se instala un divisor de haz delante de la lente del objetivo. Una vez dividido el haz, se envía a cuatro lentes objetivos y componentes del plano focal, a saber, luz visible (VIS), infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo de onda corta (SWIR), infrarrojo de onda media (MWIR) e infrarrojo de onda larga ( LWIR). En el plano focal se instalan detectores y convertidores A/D que responden a diferentes bandas para convertir las señales analógicas de los objetos terrestres en señales digitales, que se emiten a través del formateador y el buffer, y los productos se proporcionan después de la corrección del sistema.
Debido a la alta resolución espectral y espacial, la cantidad de datos está creciendo rápidamente y se deben considerar métodos de compresión en tiempo real para datos masivos. Uno de los métodos es seleccionar bandas efectivas en tiempo real. y cambie de manera flexible el ancho de banda y el espacio según sea necesario. De esta manera, el sistema de sensores de los futuros espectrómetros de imágenes debe tener capacidades inteligentes de control y procesamiento en tiempo real. Además, al igual que otros datos de teledetección, los datos espectrales de imágenes también se ven afectados por la atmósfera, la actitud de la plataforma de teledetección y el terreno, lo que da como resultado distorsiones geométricas como lateral, longitudinal y distorsión, así como efectos de radiación de borde. ser preprocesado antes de ser proporcionado a los usuarios. El contenido del preprocesamiento incluye principalmente corrección de la actitud de la plataforma, corrección geométrica a lo largo de la dirección de vuelo y dirección de escaneo y corrección de la radiación del borde de la imagen.
(3) Sensor de imágenes de radar
El radar es un sensor de detección remota por microondas activo. Tiene dos formas: radar de visión lateral y radar de visión lateral que se utiliza principalmente en. geociencias. El radar de visión lateral emite microondas a uno o ambos lados de la plataforma de detección remota en dirección vertical y luego recibe las microondas reflejadas o dispersadas por el objetivo. Al observar la amplitud, fase, polarización y tiempo de ida y vuelta de estas señales de microondas, se puede determinar el alcance y las características del objetivo.
Figura 3-13 La estructura general del radar de pulso
Las imágenes del radar de visión lateral son diferentes de la fotografía aérea. La fotografía aérea utiliza la luz solar como fuente de iluminación, mientras que el radar de visión lateral lo utiliza. Ondas electromagnéticas emitidas como fuente de iluminación. La fuente de iluminación es básicamente similar a la estructura del radar de pulso ordinario. La Figura 3-13 muestra el formato de composición general del radar de pulsos, que consta de un transmisor, un receptor, un conmutador y una antena. El transmisor genera una señal de pulso, que es controlada por un interruptor y transmitida al área de observación a través de la antena. Las señales de pulso reflejadas por objetos terrestres también son controladas por el interruptor para ingresar al receptor. La señal recibida se muestra en un monitor o se graba en una cinta.
Cuando el radar está funcionando, el transmisor que lleva incorporado emite potentes ondas de pulso a través de la antena en tan solo unos microsegundos. Cuando encuentra un objeto terrestre, la antena capta la señal reflejada hacia el medidor. Debido a que la distancia entre el sistema y el objeto terrestre es diferente, el tiempo de recepción de los pulsos enviados al mismo tiempo también es diferente (Figura 3-14).
El eco recibido por el radar contiene diversa información. Como la distancia y orientación del radar al objetivo, la velocidad relativa del radar y el objetivo (es decir, el cambio de frecuencia Doppler causado por el movimiento relativo), las características de reflexión del objetivo, etc. La información de distancia se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
Donde: r es la distancia desde el radar al objetivo; v es la velocidad de propagación de la onda electromagnética t es el tiempo de ida y vuelta del pulso entre el radar; y el objetivo.
La intensidad del eco recibida por el radar es una función compleja de los parámetros del sistema y los parámetros del objetivo terrestre. Los parámetros del sistema incluyen longitud de onda, potencia de emisión, área y dirección de irradiación, polarización, etc.
Los parámetros del objetivo terrestre están relacionados con la constante dieléctrica compleja del objeto terrestre y la rugosidad del terreno.
Figura 3-14 Principio de funcionamiento de la propagación del radar
Según las diferentes estructuras de antena, el radar de visión lateral se puede dividir en radar de visión lateral de apertura real (RAR) y radar de apertura sintética. radar de observación (SAR) ).
1. Radar lateral de apertura real
El principio de funcionamiento del radar lateral de apertura real se muestra en la Figura 3-15. La antena está montada en el costado del avión y el transmisor emite pulsos estrechos al costado del avión. Los pulsos de microondas reflejados por los objetos terrestres son recogidos por antenas y recibidos por receptores. Dado que el punto de tierra está a diferentes distancias del avión, el receptor recibe muchas señales, que se registran secuencialmente según su distancia al avión. La intensidad de la señal está relacionada con las características, la forma y la pendiente de varios elementos en el área iluminada. Como se muestra en la Figura 3-15, los objetos terrestres están en A, B, C, D, E, etc. , debido al abultamiento del objeto terrestre en A, la superficie reflectante mira hacia la antena, lo que produce una fuerte reflexión; b es la sombra, no hay reflexión; c es la hierba, que es una reflexión moderada d es la estructura metálica, con alta conductividad; y la reflexión más fuerte; e es superficie lisa, reflexión especular, eco débil. La señal de eco es procesada por un procesador electrónico para formar líneas de imagen correspondientes a las características de reflexión de varios objetos en el área de irradiación en el tubo de rayos catódicos y registradas en la película. Cuando el avión vuela hacia adelante, escanea continuamente un área de irradiación tras otra. La película en el tubo de rayos catódicos gira sincrónicamente con la velocidad del avión, obteniendo así una imagen de franja a lo largo de un lado de la ruta del avión, que está representada por la fuerza. de la señal de eco.
Figura 3-15 Principio de funcionamiento del radar de visión lateral de apertura real
La resolución terrestre del radar de visión lateral de apertura real incluye la resolución de alcance y la resolución de azimut. La resolución de distancia es la distancia mínima que puede distinguir dos objetivos en la dirección de emisión del pulso (Figura 3-16). Está relacionada con el ancho del pulso y se puede expresar como:
Geología de teledetección
Entre ellos: Rτ es la resolución del alcance; c es la velocidad de la luz; τ es el ancho del pulso; φ es el ángulo de depresión del haz del radar. Además, la resolución del alcance del radar de visión lateral de apertura real es independiente del alcance. Para mejorar la resolución de la distancia, según el análisis anterior, es necesario reducir el ancho del pulso, pero esto reducirá la distancia de acción. Actualmente, la tecnología de compresión de pulsos se usa comúnmente para mejorar la resolución del rango. Además, cuando φ = 50 y el ancho de pulso es 0. 1 μs, resolución de distancia 23 m. En la imagen, A y B están separados por 20 m y no se pueden distinguir. Cuando φ = 35 y el ancho del pulso permanece sin cambios, la resolución de distancia es de 18 m y la distancia entre C y D es de 20 m, que se puede resolver. En otras palabras, cuanto mayor sea el ángulo de depresión, menor será la resolución de la distancia; de lo contrario, aumente la resolución de la distancia;
Figura 3-16 Resolución del radar en la dirección del alcance
La resolución azimutal se refiere a la distancia mínima entre dos pulsos adyacentes que pueden distinguir dos objetivos, y los lóbulos están relacionados con la ángulo β (Figura 3-17). Las microondas emitidas por el radar tienen forma de pétalo e irradian en todas direcciones, llamadas lóbulos, pero principalmente en una dirección, llamada lóbulo principal. La energía de radiación en otras direcciones es menor, formando lóbulos laterales, donde β se llama ángulo del lóbulo. . En este momento, la resolución del azimut es
Figura 3-17 Resolución de azimut del radar lateral
Geología de teledetección
Donde: Rβ es la resolución del azimut ; λ es la longitud de onda; d es la apertura de la antena; GR es la distancia de observación. Para mejorar la resolución del azimut, es necesario utilizar ondas electromagnéticas con longitudes de onda más cortas, aumentar el diámetro de la antena y acortar la distancia de observación. Estas medidas tienen limitaciones ya sea que se utilicen en aviones o satélites. Actualmente, el radar de visión lateral de apertura sintética se utiliza para mejorar la resolución del azimut del radar de visión lateral.
2. Radar de visión lateral de apertura sintética
El radar de visión lateral de apertura sintética utiliza el movimiento hacia adelante de la plataforma de detección remota para instalar una antena de pequeña apertura en el costado de la plataforma para reemplace la antena de gran apertura y mejore la resolución del radar de azimut (Figura 3-18). Para reemplazar la antena de radar de gran diámetro por una antena de radar de pequeño diámetro, generalmente se utilizan varias antenas de pequeño diámetro para formar una matriz en el suelo, es decir, una serie de antenas interconectadas con el mismo rendimiento se disponen en una. línea recta a distancias iguales para recibir señales de pulso estrechas (fase y amplitud de la retrodispersión del objeto objetivo, etc.). ) para obtener una mayor resolución de azimut. Cuanto más larga sea la línea base del conjunto de antenas, mejor será la directividad.
Figura 3-18 Esquema de antena de apertura sintética
Figura 3-19 Flujo de trabajo del radar lateral de apertura sintética
El principio de funcionamiento del radar lateral de apertura sintética es la teledetección Mientras la plataforma se mueve a una velocidad constante, emite una señal de pulso en un intervalo de tiempo determinado. La antena recibe las señales de eco de diferentes posiciones y las registra y almacena. Estas señales recibidas en diferentes ubicaciones se sintetizan y procesan, y se obtienen los mismos resultados que con una antena real que recibe la misma señal de eco objetivo. De esta forma, el papel de una antena de pequeño diámetro es el mismo que el de una antena de gran diámetro.
En comparación con el sistema de radar de apertura real, la mayor ventaja del sistema de radar de apertura sintética es que la resolución del azimut no tiene nada que ver con la distancia r. Dicho sistema se puede colocar en cualquiera de los dos. un avión o una nave espacial, la resolución no se reducirá debido a la distancia del objeto terrestre. Los cálculos teóricos muestran que el tamaño de píxel (resolución) del radar de apertura sintética a lo largo de la pista es
Geología de teledetección
donde: RS es la resolución del azimut d es la antena a lo largo de la pista; longitud de dirección (no la longitud total de todas las antenas). Por ejemplo, la antena de radar de apertura sintética está instalada en la nave espacial con una longitud total de 2 km. Consta de múltiples antenas pequeñas dispuestas en una matriz.
La apertura real de cada antena pequeña es de 8 m, la longitud de onda del radar es de 4 cm y cuando la distancia entre la antena de la nave espacial y el objetivo es de 400 km, la resolución de acimut de la apertura sintética es de 4 m. Si se utiliza la apertura real de una antena pequeña de 8 m como antena de radar de visión lateral, su resolución de azimut es de 2000 m. Si la longitud total de la antena es de 2 km, la resolución de azimut es de 8 m (Figura 3-19).