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搞清SAR实测数据格式,读取成像并不难!

 mrin007 2018-03-23

学习合成孔径雷达(SAR)成像算法,通常会用到书籍《合成孔径雷达成像——算法与实现》,该书英文版叫“Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data Algorithms andImplementation”。

这本书最大的特点就是随书光盘中给出了加拿大雷达卫星RADARSAT-1的一段实测数据,数据产品是level 0的原始数据。掌握对该数据的处理对SAR成像算法以及参数估计将会有很大的帮助。


RADARSAT-1系统参数

RADARSAT-1卫星1995年11月发射升空,载有功能强大的合成孔径雷达(SAR),可以全天时,全天候成像,为加拿大及世界其他国家提供了大量数据,具体卫星参数见下表:

它所装载的SAR系统使用C波段进行对地观测,具有7种成像模式(精细模式、标准模式、宽模式、宽幅扫描、窄幅扫描、超高入射角、超低入射角),25种不同的波束,这些不同的波束模式具有不同入射角,因而具有多种分辨率、不同幅宽;详细SAR参数见下表:


RADARSAT-1数据格式

书籍中提供的原始数据经过成像可以生成SAR图像如上图(部分)。该数据共有包含5个文件,名称分别是:

VOLUME DIRECTORY FILE(卷目录文件):VDF_DAT.001;

这包含3条记录,每条记录包含360个字节的关于该数据产品的信息,这3条记录是:卷描述符记录;一个文件指针记录;一个文本记录。

SAR LEADER FILE(头文件):LEA_01. 001;

包括10个记录,其中包含关于数据采集和处理的信息。每条记录长度不同,最大为16920字节。

SAR DATA FILE(数据文件):DAT_01. 001

这个文件可以是任意大小,取决于包含的图像的大小。文件中包含两种类型的记录:图像选项描述符记录;处理的数据记录。

SAR TRAILER FILE:TRA_01. 001

NULL VOLUME DIRECTORY FILE :NUL_VDF.001


其中,书籍中提供的数据文件包括近19400条记录,每条距离线为一条记录,且每8条记录包含一条发射脉冲的复制信号,每条距离线有9288个复数回波采样点,以无符号整型存储,因此有9288*2=18576字节,再加上192字节的头信息和50字节的辅助数据。另外,脉冲复制信号有2880字节。


数据为CEOS格式,数据如何存储对成像很重要,好在书籍作者提供了读取该数据的MATLAB程序,在正确读取数据的基础上结合系统参数以及合适的成像算法就可以完成SAR系统的成像。

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