CN202003028U - P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统。该系统包括电源分机、监控分机、记录仪、接收机、发射机、馈线组件、天线左阵面和天线右阵面；其中天线左阵面和天线右阵面分别包括水平极化单元和垂直极化单元；两个天线阵面的水平极化单元和垂直极化单元分别连接着水平极化开关和垂直极化开关；接收机的接收通道包括水平极化接收通道和垂直极化接收通道。本实用新型结合数据处理的方法有效地抑制了射频干扰，实现了高质量全极化合成孔径雷达成像。本系统已成功应用于青海玉树地震应急响应和国家测绘局西部测绘重大工程。满足西部测绘国家重大工程的战略需求，切实提高航空遥感应急监测的快速响应能力，具有巨大的经济效益与社会效益。

Description

P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统

技术领域

本实用新型的P波段全极化合成孔径雷达（SAR，synthetic aperture radar）测绘应用系统属于航空遥感领域，主要应用于地形测绘、自然灾害应急响应等领域。

背景技术

目前欧美等国家的许多航空合成孔径雷达（SAR）技术虽然先进，但却不尽适合我国国情。例如，青藏高原和横断山脉地区约二百万平方公里国土，青藏高原的不少地区既无人居住而又交通极度困难，仍然是高精度地形测量数据的空白区。这一片无图区形成的重要的原因是地形复杂，气候恶劣，交通不便，原有的测绘技术和装备难以满足该区域地形测量的需要。为此，在我国1971年至1975年间组织的青藏高原1:10万地形图测绘大会战中，曾有100多名测绘人员受伤致残，42人献出宝贵生命。即便采用现代的高分辨力光学航空摄影测量技术，也因为天气等因素的影响难以获取影像数据。东部农村种植业发达而地块破碎；沿海岸带现存海陆探测成果基础不一；横断山脉地区山高水深，植被生长茂盛，终年云雾；祖国幅员广阔，各类自然灾害频发等。

发明内容

结合我国国情，针对遥感空间信息技术发展的瓶颈环节与核心问题，本实用新型提供一种P波段全极化合成孔径雷达（SAR）测绘应用系统。

实现上述目的的技术解决方案如下：

P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统包括电源分机、监控分机、记录仪、接收机、发射机、馈线组件和天线阵；所述接收机包括频率源单元、倍频器、波形产生单元、接收通道和数据采集单元；所述发射机包括发射电源和发射组件；所述馈线组件包括极化开关、左环形器和右环形器；所述天线阵包括天线左阵面和天线右阵面。

所述天线左阵面包括左水平极化单元和左垂直极化单元，所述天线右阵面包括右水平极化单元和右垂直极化单元；还包括水平极化开关、垂直极化开关；左水平极化单元和右水平极化单元分别连接着水平极化开关的天线端，左垂直极化单元和右垂直极化单元分别连接着垂直极化开关的天线端，水平极化开关的发射端和垂直极化开关的发射端分别连接左环形器和右环形器的天线端。

所述接收机的接收通道包括水平极化接收通道和垂直极化接收通道，水平极化接收通道的输入端和垂直极化接收通道的输入端分别连接着左环形器的输出端和右环形器的输出端。

天线左阵面和天线右阵面分别安装在机腹下部左右两侧，通过大功率开关切换选择左右侧视工作。发射机采用固态组件方式，具有电压低、体积小、可靠性高等优点。接收机采用双通道直接正交解调体制，直接正交解调可适用于大测绘带，高质量的成像，宽带失真补偿相对较易。监控分机功能为全机的控制与状态检测。记录仪拟选取固态存储设备，存储接口设计为光纤通道。电源分机提供系统工作所需的28V直流电。

本实用新型突破了P波段全极化合成孔径雷达（SAR）测绘系统应用技术、超宽带全极化合成孔径雷达（SAR）系统设计技术、射频干扰抑制技术等多项关键技术。在国内首次实现了P波段全极化SAR成像，为雷达图像地物分类等应用提供更加丰富的信息。

P波段中拥挤着大量社会公共服务体系的无线电信号，如电视、移动通信、广播电台等。这些信号对合成孔径雷达（SAR）来讲都是射频干扰。本项目采用系统设计结合数据处理的方法有效地抑制了射频干扰，实现了高质量全极化合成孔径雷达（SAR）成像。使用本实用新型能获取青藏高原和横断山脉等地区大比例尺测绘成图所急需的影像数据，满足西部测绘国家重大工程的战略需求；无论从技术手段、生产效率、以及测绘精度等各个方面而言，本实用新型都将产生巨大的经济效益。

我国幅员辽阔，地震、洪涝灾害、山体滑坡、泥石流等各类自然灾害频发，本实用新型可作为自然灾害的应急响应平台，可全天时、全天候、快速准确进行灾区灾情监测，为救灾指挥决策、灾民安置、灾情评估和灾后重建等救灾工作提供实时可靠的信息保障，切实提高航空遥感应急监测的快速响应能力。本系统已成功应用于青海玉树地震应急响应和国家测绘局西部测绘重大工程，具有巨大的社会效益。

附图说明

图1为本实用新型逻辑原理框图。

图2为P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统工作流程示意图。

图3为自然灾害应急响应系统实施技术流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。

实施例：

参见图1，P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统包括电源分机、监控分机、记录仪、接收机、发射机、馈线组件和天线阵；所述接收机包括频率源单元、倍频器、波形产生单元、接收通道和数据采集单元；所述发射机包括发射电源和发射组件；所述馈线组件包括极化开关、左环形器和右环形器；所述天线阵包括天线左阵面和天线右阵面。

天线左阵面包括左水平极化单元和左垂直极化单元，天线右阵面包括右水平极化单元和右垂直极化单元；还包括水平极化开关、垂直极化开关；左水平极化单元和右水平极化单元分别连接着水平极化开关的天线端，左垂直极化单元和右垂直极化单元分别连接着垂直极化开关的天线端，水平极化开关的发射端和垂直极化开关的发射端分别连接左环形器和右环形器的天线端。

接收机的接收通道包括水平极化接收通道和垂直极化接收通道，水平极化接收通道的输入端和垂直极化接收通道的输入端分别连接着左环形器的输出端和右环形器的输出端。

图2显示了本实用新型的雷达应用系统的工作流程。工作流程图中“遥感探测”即是使用本实用新型系统，本实用新型系统可根据不同的应用需求获取全极化、高分辨率的雷达图像。地面控制站可远程控制雷达工作并监测雷达状态。雷达系统接接收到上传控制指令即进入工作模式，接收机内频率源产生基准频率，并由波形产生模块生成发射激励信号，送入发射机进行功率放大后，经环流器送入天线辐射。雷达回波信号经天线接收后通过环行器送入接收机，接收机将数据采集后的回波数据送入数据记录仪存储记录。进入航线后，雷达对回波数据进行实时处理，通过信息传输链路实时下传处理结果，同时在有效飞行时间内记录原始数据。在飞行过程中，利用实时传回的图像数据向上级机关发送粗略情报。飞机落地后，立即对机上实时存储的雷达原始数据进行处理，获得清晰、完整的目标区域图像后及时报送相关部门。

图3显示了本实用新型应用于自然灾害应急响应系统实施技术流程图。本实用新型系统可作为自然灾害应急监测系统，用于回波数据的获取及成像处理（工作流程同图2）。在接收上级指令后，迅速规划任务并获取灾区数据。保证第一时间送达用户方的同时，依据规范化的航空遥感应急监测数据要求，进行数据分类检核和存档，并按照任务指令快速将应急监测数据与存档信息送达救灾指挥部、政府决策部门及相关部门。

Claims (1)

1.P波段全极化合成孔径雷达测绘应用系统，包括电源分机、监控分机、记录仪、接收机、发射机、馈线组件和天线阵；所述接收机包括频率源单元、倍频器、波形产生单元、接收通道和数据采集单元；所述发射机包括发射电源和发射组件；所述馈线组件包括极化开关、左环形器和右环形器；所述天线阵包括天线左阵面和天线右阵面，其特征在于：

所述天线左阵面包括左水平极化单元和左垂直极化单元，所述天线右阵面包括右水平极化单元和右垂直极化单元；还包括水平极化开关、垂直极化开关；左水平极化单元和右水平极化单元分别连接着水平极化开关的天线端，左垂直极化单元和右垂直极化单元分别连接着垂直极化开关的天线端，水平极化开关的发射端和垂直极化开关的发射端分别连接左环形器和右环形器的天线端；

所述接收机的接收通道包括水平极化接收通道和垂直极化接收通道，水平极化接收通道的输入端和垂直极化接收通道的输入端分别连接着左环形器的输出端和右环形器的输出端。

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