SAR, czyli radar z syntetyczną aperturą, to technika obrazowania radarowego wykorzystywana do tworzenia obrazów powierzchni Ziemi o wysokiej rozdzielczości. Działa poprzez przesyłanie sygnałów mikrofalowych na ziemię z platformy radarowej, takiej jak satelita lub samolot. Sygnały te oddziałują z powierzchnią Ziemi i są odbijane z powrotem do odbiornika radaru. Kluczowa zasada SAR polega na jego zdolności do syntezy długiej apertury anteny praktycznie poprzez ruch platformy radarowej.
Zbierając sygnały radarowe z odległości przebytej przez platformę, SAR osiąga lepszą rozdzielczość przestrzenną niż tradycyjne systemy radarowe. Dzięki temu SAR może rejestrować szczegółowe obrazy cech terenu, struktur powierzchniowych i obiektów na ziemi, niezależnie od pogody i warunków oświetleniowych.
Dane SAR przetwarzają echa radarowe zebrane z wielu impulsów radarowych, gdy platforma radarowa porusza się po swojej drodze. Każdy impuls radarowy generuje wąską wiązkę, która oświetla obszar powierzchni Ziemi.
Odbiornik radarowy rejestruje odbicia echa od obiektów terenowych, roślinności, budynków i innych obiektów na oświetlonym obszarze. Przetwarzanie danych SAR obejmuje łączenie i analizowanie tych ech w celu stworzenia spójnych obrazów sceny radarowej. Proces ten obejmuje korygowanie zniekształceń spowodowanych ruchem platformy, koncentrację sygnałów radarowych w celu poprawy przejrzystości obrazu oraz zastosowanie algorytmów eliminujących szumy i poprawiających jakość końcowego obrazu SAR.
Uzyskane dane SAR dostarczają szczegółowych informacji na temat morfologii powierzchni, pokrycia terenu i zmian w czasie, zastosowań wspierających teledetekcję, monitorowanie środowiska, zarządzanie katastrofami i obronność.
Zasada radaru z syntetyczną aperturą (SAR) opiera się na syntezie długiej apertury anteny poprzez ruch platformy radarowej.
W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów radarowych z fizycznie ograniczonymi rozmiarami anten, SAR osiąga wysoką rozdzielczość przestrzenną poprzez przetwarzanie pomiarów radarowych zebranych na dystansie przebytym przez platformę. Proces ten skutecznie tworzy syntetyczną aperturę, która jest znacznie dłuższa niż fizyczna antena, umożliwiając SAR przechwytywanie szczegółowych obrazów powierzchni Ziemi.
Łącząc sygnały radarowe z wielu impulsów i stosując zaawansowane techniki przetwarzania sygnału, SAR tworzy spójne obrazy o doskonałej rozdzielczości, ujawniając cechy terenu, typy roślinności i struktury stworzone przez człowieka. Zasada SAR pozwala mu skutecznie działać w różnych warunkach środowiskowych i dostarcza cennych danych do zastosowań w geologii, rolnictwie, urbanistyce i reagowaniu na katastrofy.
Przetwarzanie SAR obejmuje kilka kluczowych etapów przekształcania surowych danych radarowych w użyteczne obrazy powierzchni Ziemi.
Początkowo dane SAR są zbierane poprzez przesyłanie impulsów mikrofalowych do ziemi i rejestrowanie odbitego echa do odbiornika radaru. Echa te są przechowywane jako złożone dane radarowe, zawierające informacje o amplitudzie i fazie każdego impulsu radarowego. Przetwarzanie SAR rozpoczyna się od kalibracji i korekty tych danych w celu uwzględnienia różnic w działaniu radaru, wpływach atmosferycznych i ruchu platformy.
Następnie dane poddawane są algorytmom ogniskowania, które poprawiają rozdzielczość obrazu i eliminują zniekształcenia geometryczne spowodowane geometrią wiązki radaru. Wreszcie przetwarzanie SAR obejmuje stosowanie filtrów, technik redukcji szumów i algorytmów ulepszania obrazu w celu poprawy jakości wizualnej i możliwości interpretacji obrazów SAR.
Przetworzone dane SAR dostarczają cennych informacji na temat charakterystyki terenu, zmian pokrycia terenu i warunków środowiskowych, wspierając szeroki zakres zastosowań w badaniach naukowych, zarządzaniu zasobami i bezpieczeństwie narodowym.