Table 7 — Radar measurements

— For area targets, backscatter is expressed in decibels and denoted by â⁰, which is

— For volume scatter, such as that from rain, chaff, or deep snow cover, it is defined

RCS is defined as Aa" times the ratio of the power per unit solid angle scattered in a specified direction of the power unit area in a plane wave incident on the scatterer from a specified direction. More precisely, it is the limit of that ratio as the distance from the scatterer to the point where the scattered power is measured approaches infinity.

Ảnh Ra đa là loại dữ liệu có độ phân giải cao và đầu ra của nó là một đại diện của các mặt cắt ngang của ra đa với các ô (hệ số tán xạ) từ các đối tượng được phân biệt trong không gian hai chiều hoặc ba chiều. Ra đa có thể sử dụng kiểu ra đa độ mở thực (chẳng hạn như một ra đa máy bay tìm kiếm), ra đa độ mở tổng hợp (SAR), ra đa có độ mở ngược (ISAR), ra đa giao thoa (IfSAR), hoặc kỹ thuật chụp cắt lớp.

SAR là một hệ thống ra đa laser tạo ra phản hồi xung phạm vi hẹp bằng cách xử lý tín hiệu (tích hợp) biên độ và pha của tín hiệu nhận được trên góc quay đường nhìn của ra đa đối với đối tượng (mục tiêu) được chiếu sáng⁽⁴⁸⁾. Do sự thay đổi trong hướng đường nhìn của ra đa, một độ mở tổng hợp được tạo ra bằng việc xử lý tín hiệu nhận được từ một ăng-ten với độ mở lớn hơn nhiều (và do đó độ phân giải góc lớn hơn nhiều). Các chế độ chụp ảnh

Imaging radar is high-resolution radar and its output is a representation of the radar cross-section with the resolution cell (backscatter coefficient) from the object resolved in two or three spatial dimensions. The radar may use real aperture (such as a sidelooking airborne radar), synthetic-aperture radar (SAR), inverse synthetic aperture radar (ISAR), interferometric SAR (IfSAR), or tomographic techniques.

SAR is a coherent radar system that generates a narrow cross range impulse response by signal processing (integrating) the amplitude and phase of the received signal over an angular rotation of the radar line of sight with respect to the object (target) illuminated ^[48] Due to the change in line-of-sight direction, a synthetic aperture is produced by the signat processing that has the effect of an antenna with much larger aperture (and hence a much greater angular resolution). SAR Imaging Modes are as follows.

- Chế độ chụp ảnh theo cảnh: Bộ cảm hướng theo các xung ăng ten sử dụng các chùm tia chụp một cảnh hay khu vực của địa hình xác định khi vệ tinh di chuyển theo các tuyến bay thẳng.

- Chế độ chụp quét: Bộ cảm hướng các xung ăng ten sử dụng các chùm tia chụp một dải của địa hình với các góc chụp khác nhau trong quỹ đạo của vệ tinh.

• 
  Strfpmap - The antenna pointing is fixed relative to flight line (usually normal to the flight line). The result is a moving antenna footprint that sweeps along a strip of terrain parallel to the path motion.
  
• 
  Spotlight - The sensor steers its antenna beam to continuously illuminate a specific (predetermined) spot or terrain patch while the platform moves in a straight line.
  

• 
  ScanSAR - The sensor steers the antenna beam to illuminate a strip of terrain at any angle to the path of the platform motion.
  

Hệ thống rađa dân sự đã tập trung vào độ chính xác bức xạ và điều tra các đối tượng tự nhiên; ưu tiên của hệ thống quân sự là phát hiện và nhận ra các mục tiêu do con người tạo ra (thường là phương tiện) để loại bỏ ảnh hưởng gây nhiễu. Ra đa mặt đất đo mật độ vận tốc của mưa, ví dụ, NEXRAD. Ra đa xuyên thấu mặt đất có thể được áp dụng để phát hiện các đối tượng bị chôn vùi và xác định các thông số địa vật lý bên dưới bề mặt.

Hiện nay, một trong số lựa chọn để xác định độ cao kỹ thuật số đó là IfSAR, một công nghệ ra đa có khả năng cho các kết quả với độ chính xác độ cao là 30 cm RMSE. Không chỉ có vậy, IfSAR còn cho khả năng xuyên qua mây, hoạt động ngày /đêm (vì các thuộc tính vốn có của ra đa), vùng phủ sóng rộng, xử lý kỹ thuật số đầy đủ. Công nghệ này đã nhanh chóng chứng minh giá trị của nó.

IfSAR ước tính chiều cao bề mặt bằng mối tương quan giữa hai ảnh tương quan SAR, được thu bởi hai ăng ten được sắp đặt trong một khoảng cách biết trước. Các ảnh SAR được tạo thành từ năng lượng ra đa phản xạ lại ăngten từ bề mặt đầu tiên nó gặp. Các chương trình tạo ra vân giao thoa - sự thể hiện của hiện tượng giao thoa giữa hai sóng điện từ - dựa trên sự lệch pha của các điểm ảnh tương ứng của các ảnh SAR. Chiều cao của điểm ảnh được tính từ sự lệch pha này⁽²⁴⁾.

Civilian radar systems have concentrated on radiometric accuracy and investigation of natural targets; the priority of military systems is the detection and recognition of man-made targets (often vehicles) against a clutter background. Ground-based radar measures the rainfall density and line-of-sight velocity, for example, NEXRAD. Ground-penetrating radar may be applied to detection of buried objects and determination of geophysical parameters below the surface.

Among the more recent options for determining digital elevation is IfSAR, a radar technology capable of producing products with vertical accuracies of 30 cm RMSE. Not only that, but IfSAR provides cloud penetration, day/night operation (both because of the inherent properties of radar), wide-area coverage, and full digital processing. The technology is quickly proving its worth.

IfSAR estimates surface height by correlating two coherent SAR images, which are acquired by two antennae separated by a known distance. The SAR images are derived from radar energy returned to the antennae from the first surface it encounters. An operator produces an interferogram - a representation of interference of two electromagnetic waves - based on the phase difference of the corresponding pixels of these co-registered SAR images. The height of the pixel is calculated from this phase difference ^[24].

LIDAR là một máy dò ánh sáng và cảm biến dãy, sử dụng tia laser để truyền xung ánh sáng và một bộ đầu thu với máy dò nhạy cảm để đo ánh sáng tán xạ ngược hoặc phản xạ. Khoảng cách đến đối tượng được xác định bằng cách ghi lại khoảng thời gian giữa các xung truyền và tán xạ ngược, đồng thời sử dụng tốc độ của ánh sáng để tính toán khoảng cách di chuyển mà các xung đã đi qua. Ngoài ra, để lập bản đồ cho bề mặt đất và nước, hệ thống LIDAR có thể được sử dụng để xác định các thành phần của khí quyển như hạt ngưng tụ, mây và các thành phần khác của khí quyển.

Nói chung, hệ thống LIDAR được sử dụng để thu thập thông tin địa lý có thể được phân loại theo những cách sau:

- Kỹ thuật đo lường;

- Kỹ thuật quét mục tiêu;

- Cảm nhận hiện tượng.

LIDAR is a light detection and ranging sensor that uses a laser to transmit a light pulse and a receiver with sensitive detectors to .measure the backscattered or reflected light. Distance to the object is determined by recording the time between transmitted and backscattered pulses and by using the speed of light to calculate the distance travelled. In addition to mapping of land and water surfaces, LIDAR systems can be used to determine atmospheric profiles of aerosols, clouds, and other constituents of the atmosphere.

In general, LIDAR systems used for gathering geographic information can be classified in the following ways:

• 
  Measurement techniques;
  
• 
  Target scanning techniques;
  
• 
  Sensed phenomena.
  

Có ba loại hệ thống cảm biến laser (Hình 7). Chúng bao gồm các hệ thống laser phóng các xung và sóng liên tục (CW) như hệ thống Dải ánh sáng/ ghi hình video.

Một hệ thống laser xung truyền xung laser, cảm nhận ánh sáng bị tán xạ trở lại thông qua một kính thiên văn quang học và khuếch đại các tín hiệu trở lại bằng cách sử dụng một ống nhân quang. Thời gian cần thiết cho các xung truyền đi tới mục tiêu và trở lại với tốc độ của ánh sáng được ghi chép và sử dụng để xác định khoảng cách đến đối tượng.

Mặt khác, hệ thống laser CW phát đi một tín hiệu liên tục. Phạm vi thực hiện có thể điều chỉnh bằng cường độ của ánh sáng laser. Thông thường, tín hiệu điều chỉnh là hình sin. Tín hiệu hình sin đó nhận được với một sự trễ thời gian. Thời gian truyền tỷ lệ thuận với sự khác pha giữa tín hiệu truyền và tín hiệu nhận.

Hiện nay, các hệ thống laser xung được sử dụng rộng rãi nhất bởi vì chúng có thể sản xuất nguồn năng lượng cao với tốc độ xung lặp đi lặp lại cao.

There are three types of laser sensing systems (Figure 7). They include pulsed and continuous wave (CW) laser ranging systems as well as light-striping/video-profiling systems.

A pulsed laser system transmits laser pulses, senses the light that is scattered back through an optical telescope and amplifies the returned signal using a photomultiplier tube. The time required for the transmitted pulse to travel to the target and back is recorded and used with the speed of light to determine the distance to the object.

On the other hand, the CW laser system transmits a continuous signal. Ranging can be carried out by modulating the light intensity of the laser light. Typically, the modulated signal is sinusoidal. That sinusoidal signal is received with a time delay. The travelling time is directly proportional to the phase difference between the received and transmitted signal.

Currently, the pulsed laser systems are most widely used because they can produce high power output at a very high pulse repetition rate.

Hệ thống LIDAR có thể được phân loại trên cơ sở kỹ thuật quét (Hình 8). Máy quét laser là máy quét theo vệt chéo hoặc dạng chổi pushbroom. Hệ thống chụp hình laser bằng máy bay là một máy đo độ cao bằng laser.

LIDAR systems can be classified on the basis of scanning techniques (Figure 8). Laser scanners are typically cross-track or pushbroom scanners. An airborne laser profiling system is a laser altimeter.