合成孔径雷达技术研究综述

贾新宇，路来君

(吉林大学地球科学学院，长春130061)

合成孔径雷达技术研究综述

贾新宇，路来君

(吉林大学地球科学学院，长春130061)

为发挥合成孔径雷达(SAR:Synthetic Aperture Radar)对深部地质目标精确探测与快速解析的优势，进一步提高地面目标识别的分辩率，在讨论基本原理及其数据解析方法的基础上，对SAR技术的偏振测定法、干涉测量法和差分干涉法进行了分析;给出了超带宽SAR应用的有利与不利条件;总结了该项技术的应用范围及技术规范，为SAR在数字地质科学以及地球信息科学中的应用提供理论基础及技术指导。

合成孔径雷达;偏振测定法;干涉测量法;差分干涉法;超带宽SAR

0 引 言

对地观测及大数据融合分析是目前地球系统科学及地球信息科学研究中的热点问题，有关对地目标观测尤其是深部目标探测属于热点与难点问题。在这类技术中，起源于20世纪中后期的合成孔径雷达技术(SAR:Synthetic Aperture Radar)是目前对地观测领域中一项高新技术，其应用前景十分广阔。由于地理及地质空间实体分布的复杂性与多样性，使对地观测数据呈现多元异构特点，造成对地观测数据信息的多解性与叠加性，因此，地面目标的模式识别研究逐渐成为地球信息科学研究中的重要内容［1］。20世纪80年代以来，航空遥感技术在地面目标识别中取得了一定的突破，但限于遥感发射光谱的局限性，使地物目标识别精度不尽如意，其主要原因是遥感信息的穿透能力不强，加之地面目标的混成特性，对地观测数据信息的模糊性与多解性始终存在，深部地学目标的探测更为困难［2］。在这种条件下，SAR的出现在一定程度上弥补了上述不足［3］。

早在20世纪70年代，美国就先后发射了名为Seasat-A、Sir-A、Sir-B［4］的SAR卫星。欧空局也在20世纪末发射了工作在C频段的SAR卫星ENVISAT、ERS-1/2。而且，意大利的Cosmo-Skymed与德国的TerraSAR-X的空间分辨率也达到了1 m［5］。我国于2006年发射了名为“HJ-1C”的星载SAR系统，工作在S频段，其扫描分辨率达到了20 m，条带分辨率为5 m。

所谓合成孔径雷达是指通过星载和机载移动平台安装单天线或多天线组成的一定发射波长的雷达系统，向地面固定目标发射雷达波谱［6］，通过吸收反射波谱的合成解算，理论上使地面目标识别孔径得以倍增放大，从而大大提高地面目标识别的分辨率［7］。应用该技术可在相对较大的区域组建多个固定的天线系统，在大地测量、地理地质制图和军事航海等方面有着广泛应用，尤其在对地观测、地质空间大数据融合处理分析中具有极高的技术应用价值。笔者依照SAR系统的原理与特性，阐述SAR原始数据的处理，分析了SAR的几种常用算法，并对SAR几种技术手段进行对比，对其适用条件进行简要评价。

1 SAR原始数据处理

1.1 合成解算原理

在合成孔径雷达系统中，将接收天线安置在飞行器上;如果探测区域比较平坦，在不同距离上的不同点的回波时间将被清楚地分辨出来。由于单个小天线的解译能力非常有限，并且扩大天线尺寸无论在飞行器的负荷还是成本上都是不可取的。

ZHUANG等［8］提出了快速BP(Back Projection)算法对飞行器接收的脉冲信号进行合成解算，即飞行器在不同地点对接收不同回波的幅值和相位进行合成，其天线的等效长度比普通天线长数十倍之多，大大提高了对反射波的接收能力。然而，这一系列的解算过程需要非常多的计算资源。在技术不发达的早期，探测完成后通常在地面基站通过傅里叶变换实现。如今的高性能计算机可使SAR在飞行器上实时处理，进而绘制出雷达反射成像图。但文献［8］所提出的合成解算当面临大量幅值相位数据时，无法做到快速运算，因此，接收数据的实时性无法得到保证。

李德仁等［9］提出在简单地形环境下，SAR系统采取舍弃相位信息，保留幅值信息(地表信息)的方案。并且SAR图像的分辨率很大程度上取决于射频信号使用的带宽，在较小程度上取决于系统的精确度和后续处理的特殊技术。早期卫星只能提供十米级的分辨率。最近，航空系统可提供达数十厘米级的分辨率，超高带宽的系统可提供数毫米级的分辨率，并且在实验室中的太赫兹(1012Hz)SAR能提供亚毫米级的分辨率［10］。但文献［9］并没有详细给出高分辨率SAR系统的实现过程，所以还需进一步研究与讨论。

ZHANG等［11］应用成熟的高性能计算机技术将全息技术应用到SAR系统中。这一技术很好地填补了文献［9］遗留的问题。文献［11］提出一级全息干涉模型，由模拟雷达数据(1∶1 000 000，0.6 mm雷达)产生;然后同级别(0.6 mm)的激光穿过全息图在一个区域产生投影。但应用于SAR系统的全息技术不仅要求高精密探测仪器，而且对技术人员的全息技术的掌握程度也有很高的要求，应用起来尚需时日。

综上所述，对飞行器在不同位置接收的回波进行合成解算，可实现天线接收能力的放大。文献［8］给出了这一基本原理，但在计算资源不够充裕的条件下，需要采取舍弃相位信息，保留幅值信息的方案［9］，文献［11］提出了全息干涉技术，产生更精确、更高分辨率的雷达系统。很好地解决了图像分辨率不高的问题。因此，针对不同环境采取不同的SAR合成解算技术是一大重点，全息技术的应用将是研究的主要方向。

1.2 预处理

由于合成解算得到的原始数据无法进行下一步计算，必须把原始数据组织成计算机可识别的数据结构，因此需要对原始数据进行预处理。

李兵等［12］在对SAR系统进行预处理时，建立了三维元素概率模型:首先定义一个三维向量空间，向量中每个元素是一个三维元素，用来表示反射面在空间上某个位置的概率。预先给每个三维像素赋零值，再对每个捕捉到的波形和三维元素进行迭代处理。对于一个给定的波形和三维像素，即可计算出三维像素的位置与天线的距离;在图像上则表现为波形上的延时。在给定波形位置的样本值就叠加到三维像素的值中，这代表了某物体在该点产生回波的概率。王盛利等［13］指出如果波形的相位不能准确测出，而只获取波形的幅值，波形也可被融入到三维元素中。如果波形的极化性和相位可精确获取，这些值可加入到更多更复杂的三维像素中。三维像素叠加全部波形后，SAR初值处理基本完成。但文献［12］没有给出具体的去噪处理，得到的初值无法应用到进一步的计算中。文献［13］给出的预处理方法虽然可快速获取初值，但获取的数据过于简单，无法满足高精度计算的要求。

范洪辉等［14］提出筛选三维元素的方法，即将那些低于幅度阈值的三维元素忽略掉。需要注意的是，阈值等级的选择至少要比任一个信号波的峰值能量高，否则波峰将会呈现为错误的球面或椭球面。因此，为了检测目标物体的一个点，至少需要有两个不同的天线所接收的回波。超出阈值标准的三维像素在二维和三维图上都可观察到。

综上所述，SAR雷达系统的预处理主要是基于三维元素概率模型，即统计目标在各个位置出现的概率。然而，在处理SAR初值时，文献［12］和文献［13］所给出的方法在去噪处理与高精度测量均存在一定的缺陷。虽然文献［14］给出了筛选三维元素法去噪处理方法，对概率波进行进一步的处理，即去掉低于幅度阈值的三维元素，但其执行效率还有待提高。因此，解算数据的预处理技术不仅要注重对原始数据的去噪处理，还要在运算速度上有所提高。

2 SAR几种常见算法

2.1 偏振测定法

雷达波会产生偏振，不同物质反射不同强度的雷达波。但是，异构性的物质，如草地，经常反射不同强度的偏振波，而且这些物质的偏振波的频率特性也会产生变化。通过发射偏振混合波并用天线接收异构物质反射的一种特定偏振波，由草地等异构物质产生的不同图像可收集到统一序列的脉冲中。Stumpfe等［15］利用3种RX-TX偏振光(HH-pol，VV-pol，VH-pol)合成SAR雷达图像。然而对图像结果颜色的描述需对一些已知物质进行深入探测。偏振测光法的新发展包括使用一些物体表面(草地或沙地)的随机偏振回波的变化，对比统一位置不同点的两张图，以判断光学系统察觉不到的信息。

Skriver等［16］在研究植物对SAR雷达波的偏振情况时提出了旋光法，其优势重点表现在:1)确定最稳定的极化参数，最大限度地提高对植物类型的识别，同时尽量减少干扰的影响;2)利用旋光法强大的分类方法和测试方法对重要数据集进行识别;3)利用旋光法的时效性和通用性评估未来的SAR系统。

综上所述，文献［15］利用3种RX-TX偏振光合成的SAR雷达图像可有效识别光学系统无法察觉到的信息。文献［16］旋光法的提出不仅可提高目标体的识别率，而且在提高探测精度、识别重要数据等方面也有很强大的功能。因此，偏振测定法在SAR雷达图像绘制和对目标体的识别方面具有重要意义。

2.2 干涉测量法与差分干涉法

干涉测量法的特点是在保留相位数据条件下，提取相位信息。如果存在两个非常相似的地物观测目标，则可对两孔径进行合成。这种技术叫做干涉合成孔径雷达技术。

如果同时获取两个样本，则雷达回波的相位信息就会包含在接收的信息中。乔书波等［17］提出将相位信息和距离信息相结合的方法，可在三维图像上清楚地表达出SAR雷达信息。根据SAR获取的反射率信息可提取某区域的高程信息，从而绘制出三维高程图。在加拿大中部，机载SAR可借助干涉测量技术绘制分辨率为5 m、误差为5 m的数字高程图［18］。在绘制地表图时，同时用到了干涉技术，以更全面地描述地面真实信息。

如果两个样本信息非同时获取，可能是在同一个区域飞过两架不同的飞机，则会出现两个相移源:地形高度和地形运动。如果地形观测之间有位移，则会返回一个不同的相位。这意味着，如果地形偏移几厘米，在结果图像上会显示出来。

然而面临复杂地形环境，简单的干涉测量法无法做到快速而准确的测量，于是引入了差分干涉测量法(D-InSAR)。差分干涉测量需要至少两个数字高程图。数字高程图可通过GPS技术测量生成，或只要两次图像获取的时间足够短，也可用干涉测量法获取。原则上，3幅具有相似几何获取方式的地面图像就足以进行差分干涉测量。测量地面运动的原理很简单，从最初的两幅图像生成一个干涉图，这也被称为参考干涉图或地形干涉图。乔书波等［19］给出了3个图像的D-InSAR技术应用，也叫做三通法，即从参考干涉图中减去后者来显示出差分条纹，以表示地形移动。在差分干涉图上仍然以差分条纹形式表示干涉图上一个点代替另一个点变化的结果。在差分干涉图上，每个条纹和一个SAR波长成正比。地表的位移可被卫星察觉为路径差异性的增加。由于信号从SAR天线发射到目标再返回，所测量的位移即为两倍波长的单位;这意味着差分干涉中，条纹的相位从-π到π循环出现，或是一个波长对应的SAR天线只有一半波长的相对位移。

刘国林等［20］对边坡稳定性进行分析，在山体滑坡、泥石流等自然灾害中都可以使用D-InSAR技术。该技术的进一步进展是通过卫星的上升和下降获得差分干涉条纹，进而估测地面的3D形态。这方面的研究已经表明，地面的移动与基于GPS的测量是可以实现的［21］。然而D-InSAR技术在湿度、气压等复杂大气条件下会产生传输的延迟性，而且在小范围坡度较大的陡峭山区会存在探测盲区，这也是亟待解决的问题［22］。

综上所述，干涉测量法保留了预处理所舍弃的相位信息，可精确地绘制出地形的数字高程图。即使两个对比样本未能同时获取，绘制的干涉图像也可清楚地表达地形信息。文献［17］给出了简单地形下，采用干涉测量法得到的结果。但面临多数复杂地形时，该方法无法很好地实现。而文献［19］用三通法合成差分干涉图，文献［20］对边坡稳定性进行分析，这两种方法可以应对各种复杂地形，但无法解决在复杂天气下产生的传输延迟以及探测盲区问题。因此，干涉测量法可以应对复杂地形解析，通过辨析上升和下降的干涉条纹，可对山体滑坡、泥石流等灾害进行预报。但是，在复杂地形下的传输延迟和探测盲区的问题还需要进一步研究。

3 SAR的几种技术手段

3.1 单基站与多基站执行

对于固定天线的SAR技术，需要用多个天线捕捉回波，也叫多基站执行。捕捉点越多，获取的目标信息越多、越可靠。在多基站执行提出前，大多应用所谓的“单基站执行”方案，即通过单天线捕捉反射波。刘国祥等［23］通过移动单个天线到不同的位置获取多个捕获回波的孔。其优点是:容易放置到任何位置产生任何数量的波形。然而，“单基站执行”的一大难题是:飞行器飞行过程中很难获取天线的精确位置，导致测量精确度的下降。

同样也可在不同位置放置多个固定的天线或将其结合起来获取多个捕获孔。黄钰林等［24］提出了机载双站的多基站执行探测模式。其优点是:在提高精度的同时，可获取更多不同信息，并提高了系统的抗干扰能力。对于多基站天线，有必要将单基站和多基站雷达技术结合起来，以获得更高的处理速度和更精准的信息。然而值得注意的是:获取的波形必须保持同一性。当使用多基站天线时，捕捉到回波波形的数量为。其中N是天线基站数目。

尽管文献［23］提出的“单基站执行”具有很强的灵活性，但无法保证高精度探测的要求。然而，文献［24］提出的机载双站多基站执行方案可有效解决这个问题，而且可发展提高系统的抗干扰性。因此，随着计算机技术的不断革新，多基站执行方案将是SAR系统的趋势。

3.2 超带宽SAR

传统雷达系统发射的电磁波频率都是在一个很窄的范围内。而在调制过程中，窄带通道不允许快速变化。由于接收信号的变化反映了反射波的回波时间，在调制过程中无论是缓慢变化的信号还是快速变化的信号都不能表达雷达与目标的距离。

超带宽代表了任何使用非常宽的带宽的电磁波，同样也是一种容许高速调制的解决模型。虽然目前还没有设置带宽值，即限定哪一种信号为“超带宽”，但只要使用了比信号带宽宽数倍的系统就被称作超带宽系统［25］。典型的超带宽系统使用的带宽是其中心频率的1/3～2/3。如中心频率为3 GHz的系统的带宽大约1 GHz［26］。

提高信号带宽的方法有很多，即有多种方法提高带宽调制速度。蒋廷臣等［27］提出高带宽脉冲伸缩法。高带宽脉冲伸缩系统的带宽可随意伸展和压缩，而且，基于脉冲伸缩法的超带宽系统与“超带宽雷达”有更大的关联性。基于高带宽脉冲伸缩法的雷达系统传输的是短脉冲电磁能，通常只有几个波甚至更少。当然，短脉冲是快速变化的信号，因此拥有很宽的带宽。该方法提供了更高的精准度和分辨率。

然而，这种基于脉冲的超带宽SAR的缺点是:对于高功率设备，传输的末端难于设计［28］。特别在发射占空比极低且脉冲时间极短的情况下，内部电子元件必须在一瞬间施加极高的功率，以达到与传统雷达相当的平均功率。因此，基于脉冲的超带宽SAR通常用于微瓦或毫瓦级别的元件中。经常用于监测小型、近端的目标区域［29］。

TANG等［30］给出分辨率为15 cm，带宽为1 GHz，供电能量为1 m J的系统。由于E=Pτ，如果脉冲持续时间τ=1 ns，则P=1 MW。如此高的输出功率普通发射雷达装置无法实现。而若τ=0.1 ms，则P=100W，在降低脉冲压缩率的同时雷达分辨率(见图1)。其中c为电磁波速，B为信号带宽。

综上所述，超带宽技术适应不同变化率的信号。文献［27］提出的高带宽脉冲伸缩法，可精准地捕捉快速变化的脉冲信号。然而，因为电子元件承受的瞬态功率远超出其平均功率，这种方法对于传输末端要求过于苛刻，所以，超带宽技术常用于微功耗近距离传输。文献［30］给出了具体实例，得出超带宽SAR末端传输采取微功耗设备的必要性。在这一情形下，超带宽SAR技术面临着重大的挑战，同时也促进着超带宽技术与雷达末端传输技术的进一步革新与发展。

图1 两种不同宽度脉冲所需发射功率Fig.1 Two different pulse widths desired transmitting power

4 结 语

合成孔径雷达技术作为对地探测领域的一项先进技术具有极强的实用性;尤其在复杂与异构的地形条件下，SAR技术可实现高精度与快速的对地探测。而且随着机器学习技术的发展，将SAR技术与机器学习技术相结合，可实现SAR系统的智能化与人性化。虽然合成孔径雷达技术是一种在地质学中具有广泛应用前景的高新技术，但仍存在若干问题:1)对SAR系统三维元素概率模型的优化仍需时日; 2)如何搭建集灵活性与精确性于一体的SAR接收系统;3)如何降低D-InSAR技术在复杂大气环境下的延迟性以及减少探测陡峭地形下的盲区;4)SAR系统的建立要考虑发射功率与带宽的平衡性。

随着SAR技术不断的发展以及模型的优化与创新，SAR技术研究的难度将越来越高，交叉学科的知识也是SAR科学工作者所必须掌握的。为了获取更丰富、更清晰的雷达图像数据，SAR系统所耗费的计算资源将会成倍增长;可以预言，随着并行计算技术的普及，SAR数据获取与解析速度将获得极大的提高。同时，大功率雷达反馈技术也可在一定程度上提高SAR系统接收端平均功率，以达到远距离探测的目标。

［1］周伟，刘永祥，黎湘，等.MIMO-SAR技术发展概况及应用浅析［J］.雷达学报，2013，2(2):30-41. ZHOUWei，LIU Yongxiang，LIXiang，et al.Brief Analysis on the Developmentand Application of Multi-InputMulti-Output Synthetic Aperture Radar［J］.Radar Journal，2013，2(2):30-41.

［2］庞礴，王雪松，代大海，等.基于数字波束锐化的高速前视合成孔径雷达成像算法［J］.电波科学学报，2014，29(1):92-98. PANG Bo，WANG Xuesong，DAIDahai，et al.High Speed forward Looking SAR Imaging Algorithm Based on Digital Beam Sharpening［J］.Hinexe Journal of Radio，2014，29(1):92-98.

［3］马秀丽，焦李成.基于分水岭-谱聚类的SAR图像分割［J］.红外与毫米波学报，2008，27(6):452-457.MA Xiuli，JIAO Licheng.SAR Image Segmentation Based on Watershed and Spectral Clustering［J］.Journal of Infrared and MillimeterWaves，2008，27(6):452-457.

［4］朱良，郭巍，禹卫东.合成孔径雷达卫星发展历程及趋势分析［J］.现代雷达，2009，31(4):5-10. ZHU Liang，GUO Wei，YU Weidong.Synthetic Aperture Radar Satellite Development Process and Trend Analysis［J］. Modern Radar，2009，31(4):5-10.

［5］邓云凯，赵凤军，王宇.星载SAR技术的发展趋势及应用浅析［J］.雷达学报，2012，1(1):1-10. DENG Yunkai，ZHAO Fengjun，WANG Yu.Study on the Development Trend and Application of Spaceborne［J］.Radar Technology SAR Journal，2012，1(1):1-10.

［6］SANYAL A，SUN N.SAR ADC Architecture with 98%Reduction in Switching Energy over Conventional Scheme［J］. Electronics Letters，2013，49(4):248-250.

［7］谭衢霖，邵芸.成像雷达(SAR)遥感地质应用综述［J］.地质找矿论丛，2003，18(1):59-65. TAN Qulin，SHAO Yun.Summary of Imaging Radar(SAR)Remote Sensing Geological Application［J］.Geology and Mineral Resources Research，2003，18(1):59-65.

［8］ZHANG Lin，LIHao，QIAO Zhun.A Fast BP Algorithm with Wavenumber Spectrum Fusion for High-Resolution Spotlight SAR Imaging［J］.IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters，2014，11(9):1460-1464.

［9］李德仁，周月琴.卫星雷达干涉测量原理与应用［J］.测绘科学，2000，25(1):9-12. LIDeren，ZHOU Yueqin.Satellite Radar Interferometry Principles and Applications［J］.Surveying and Mapping，2000，25(1):9-12.

［10］王瑞君，王宏强，庄钊文，等.太赫兹雷达技术研究进展［J］.激光与光电子学进展，2013，50(4):1-17. WANG Ruijun，WANG Hongqiang，ZHUANG Zhaowen，et al.Progress of Terahertz Radar System Research［J］. Development of Laser and Optoelectronics，2013，50(4):1-17.

［11］ZHANG Qi，WU Yu，ZHAOWan.Multiple-Scale Salient-Region Detection of SAR Image Based on Gamma Distribution and Local Intensity Variation［J］.Geo-Phys Res，2010，11(8):1370-1374.

［12］李兵，洪文.合成孔径雷达噪声干扰研究［J］.电子学报，2005，32(12):2035-2037. LIBing，HONGWen.Synthetic Aperture Radar Noise Study［J］.Journal of Electronics，2005，32(12):2035-2037.

［13］王盛利，于立，倪晋鳞，等.合成孔径雷达的有源欺骗干扰方法研究［J］.电子学报，2003，31(12):1900-1902. WANG Shengli，YU Li，NIJinlin，et al.Research on Active Deception Jamming Methods of Synthetic Aperture Radar［J］. Journal of Electronics，2003，31(12):1900-1902.

［14］范洪辉，田村，安孝.浅析用于地球表面监测的合成孔径雷达［J］.数字通信世界，2010(7):50-52. FAN Honghui，TIAN Cun，AN Xiao.The Analysis for Monitoring the Earth's Surface of Synthetic Aperture Radar［J］. Digital Communication World，2010(7):50-52.

［15］STUMPFE D，BAJORATH J.Assessing the Confidence Level of Public Domain Compound Activity Data and the Impact of Alternative Potency Measurements on SAR Analysis［J］.Journal of Chemical Information and Modeling，2011，51(12): 3131-3137.

［16］SKRIVER H，DIERKING W，GUDMANDSEN P，et al.Applications of Synthetic Aperture Radar Polarimetry［C］∥Applications of SAR Polarimetry and Polarimetric Interferometry.ESA SP:Europen Space Agency(Special Publication)，2003，539:11-16.

［17］乔书波，孙付平，朱新慧，等.GPS/VLBI/SLR/InSAR组合在地球动力学研究中的应用［J］.大地测量与地球动力学，2004，24(3):92-97. QIAO Shubo，SUN Fuping，ZHU Xinhui，et al.GPS/VLBI/SLR/InSAR Composite Applications in Geodynamics Research［J］.Geodesy and Geodynamics，2004，24(3):92-97.

［18］胡东辉，吴一戎.合成孔径雷达散射波干扰研究［J］.电子学报，2002，30(12):1882-1884. HU Donghui，WU Yirong.Synthetic Aperture Radar Wave Interference Study［J］.Journal of Electronics，2002，30(12): 1882-1884.

［19］乔书波，李金岭，孙付平，等.InSAR技术现状与应用［J］.天文学进展，2003，21(1):11-25. QIAO Shubo，LI Jinling，SUN Fuping，et al.InSAR Technology Status and Application［J］.Astronomy，2003，21(1):11-25.

［20］刘国林，郝晓光，薛怀平.InSAR技术的理论与应用研究现状及其展望［J］.山东科技大学学报:自然科学版，2004，23(3):1-6. LIU Guolin，HAO Xiaoguang，XUE Huaiping.Theory and Application Research Status InSAR Technology and Its Prospects［J］.Shandong University of Science and Technology:Natural Science Edition，2004，23(3):1-6.

［21］陈基伟.利用GPS-InSAR合成方法进行地面沉降研究的现状与展望［J］.长江大学学报自然科学版:医学卷，2003(4):69-71. CHEN Jiwei.Status and Prospects of the Use of GPS-Insar Method of Synthesis of Land Subsidence Research［J］.Yangtze University Natural Science:Medical Volume，2003(4):69-71.

［22］王桂杰，谢谟文，邱骋，等.D-INSAR技术在大范围滑坡监测中的应用［J］.岩土力学，2010，31(4):1337-1344. WANGGuijie，XIEMowen，QIU Cheng，etal.D-INSAR Technology in Wide Range of Landslidemonitoring Using［J］.Rock and Soil Mechanics，2010，31(4):1337-1344.

［23］刘国祥，郑大伟.极具潜力的空间对地观测新技术-合成孔径雷达干涉 ［J］.地球科学进展，2000，15(6):734-740. LIU Guoxiang，ZHENG Dawei.Great Potential of Space Technology for Earth Observation--Synthetic Aperture Radar Interferometry［J］.Advances in Earth Science，2000，15(6):734-740.

［24］黄钰林，杨建宇，武俊杰，等.机载双站SAR分辨率特性分析［J］.电波科学学报，2008，23(1):174-178. HUANG Yulin，YANG Jianyu，WU Junjie，etal.The Airborne Bistatic SARResolution Characteristics Analysis［J］.Chinese Journal of Radio Science，2008，23(1):174-178.

［25］张双喜，张磊，郭睿，等.利用小波变换进行合成孔径雷达窄带干扰抑制算法［J］.西安电子科技大学学报，2011，38(5):108-114. ZHANG Shuangxi，ZHANG Lei，GUO Rui，et al.Wavelet Transform Synthetic Aperture Radar Narrowband Interference Suppression Algorithm［J］.Xi'an University of Electronic Science and Technology，2011，38(5):108-114.

［26］丁斌，向茂生，梁兴东.射频干扰对InSAR干涉处理的影响分析［J］.宇航学报，2012，33(9):1279-1288. DING Bin，XIANG Maosheng，LIANG Xingdong.Analysis of Radio Frequency Interference on Insar Interferometry［J］. Journal of Astronautics，2012，33(9):1279-1288.

［27］蒋廷臣，李陶，刘经南，等.ScanSAR干涉测量汶川地震形变场［J］.测绘科学，2013，38(6):7-9. JIANG Tingchen，LI Tao，LIU Jingnan，et al.Interferometric ScanSAR Wenchuan Earthquake Deformation Field［J］. Science of Surveying and Mapping，2013，38(6):7-9.

［28］KHWAJA A S，ZHANG Xiping.Motion Parameter Estimation and Focusing from SAR Images Based on Sparse Reconstruction［J］.Earth Science，2003，27(1):146-159.

［29］曹忠权，谢平，金花.星载合成孔径雷达遥感技术的地学应用［J］.地球物理学进展，2004，19(2):291-295. CAO Zhongquan，XIE Ping，JIN Hua.Spaceborne Synthetic Aperture Radar Remote Sensing Technology，Geoscience Applications［J］.Progress in Geophysics，2004，19(2):291-295.

［30］TANG Shi，ZHANG Lian，GUO Ping，et al.An Omega-K Algorithm for Highly Squinted Missile-Borne SAR with Constant Acceleration［J］.Mineral Mag，2014(76):433-442.

(责任编辑:何桂华)

Survey on Synthetic Aperture Radar Technology

JIA Xinyu，LU Laijun

(College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China)

In order to give full play to the SAR(Synthetic Aperture Radar)on the deep geological target precise detection and rapid analytical advantage，to further improve the resolution of ground target recognition，based on discussing the basic principle and data analysismethod，polarization measuring，interferometry and differential interferometry for SAR technology are analyzed.The favorable and unfavorable conditions of ultra wideband SAR applications are summarized.The scope of application of this technology and the technical specification，provides a theoretical basis and technical guidance for the SAR in the digital geological science and applied in geo information science.

synthetic aperture radar(SAR);polarizationmeasuring;interferometry;differential interferometry; ultra-bandwidth SAR

TN951

A

1671-5896(2015)04-0373-07

2015-01-14

“973”国家重点基础研究发展计划基金资助项目(2015CB453000)

贾新宇(1989— )，男，沈阳人，吉林大学硕士研究生，主要从事数字地质科学研究，(Tel)86-18640245290(E-mail) jiaxinyu1989@163.com;路来君(1956— )，男，长春人，吉林大学教授，博士生导师，主要从事数字地质科学及地质大数据云计算研究，(Tel)86-18604403821(E-mail)lulj1956@163.com。