分布式小卫星合成孔径雷达研究进展

分布式小卫星合成孔径雷达(SAR)是上世纪未提出来的一种新的对地观测系统．本文主要讨论分布式小卫星SAR技术及其研究进展．综述了分布式小卫星SAR的研究现状．给出了分布式小卫星SAR的基本概念，讨论了分布式小卫星SAR的五种系统功能和两种基本工作模式，最后探讨了目前实现分布式小卫星SAR系统所面临的技术挑战以及未来的研究重点．     

分布式小卫星合成孔径雷达研究进展

分布式小卫星合成孔径雷达(SAR)是上世纪末提出来的一种新的对地观测系统.本文主要讨论分布式小卫星SAR技术及其研究进展.综述了分布式小卫星SAR的研究现状,给出了分布式小卫星SAR的基本概念,讨论了分布式小卫星SAR的三种系统功能和两种基本工作模式,最后探讨了目前实现分布式小卫星SAR系统所面临的技术挑战以及未来的研究重点.     

未来星载SAR技术发展趋势

星载合成孔径雷达(SAR)以卫星等空间飞行器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。当前,我国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从正侧视条带向方位扫描聚束、从单通道向多通道、极化方式从单一极化到全极化的技术跨越。随着技术的不断进步,未来星载SAR将在体制、概念、技术、模式等方面取得突破,包括高分辨率宽幅成像、多基地、轻小型化、智能化等,从而不断拓展星载SAR的观测维度,实现多维度信息获取。该文将围绕星载SAR的技术发展趋势展开论述。      

HJ-1-C 卫星SAR 系统的内定标

HJ-1-C 卫星是我国环境与灾害监测小卫星星座中的一颗合成孔径雷达(SAR)卫星,目前已在轨运行。其SAR 系统采用网状反射面天线和集中式功率放大器,且具有星上在轨内定标的功能。该文详细介绍了HJ-1-C 卫星SAR 系统的内定标模式和算法,给出内定标器的设计和实现原理,并对SAR 系统在轨工作内定标数据进行分析。      

机载多维度SAR航空观测系统实验初步进展

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展,从极化、频率、角度和时相等多个维度空间联合观测成为SAR发展的重要趋势,但维度联合观测的系统与实验少有报道。该文概要介绍了机载多维度SAR(MSJosSAR)航空观测系统的能力,归纳总结了该系统的技术特点。提出多维度SAR一致性成像方法,实现多波段成像后的配准精度优于1个像元。分析了多波段极化角度特征谱、多方位角层析3维结构重建、多时相相干变化检测等3种SAR多维观测量的初步实验结果,验证了系统的多维观测能力。     

星载合成孔径雷达遥感海洋风场波浪场

星载合成孔径雷达(SAR)能够全天时、全天候、高空间分辨率、宽刈幅观测海洋表面，是获取海面风场和波浪场信息的重要微波传感器。该文综述了多极化SAR海面风场遥感原理、地球物理模式函数，以及潜在应用(海气边界层现象、海上风能资源开发、台风监测与预警预报)，系统总结了传统星载SAR、新型干涉和极化SAR海浪遥感方法和技术。随着雷达卫星编队飞行技术的逐步成熟，未来海洋卫星组网将成为全球海洋和极地观测新趋势，合成孔径雷达海面风场和波浪场定量遥感将从科学研究向业务化海洋动力环境监测发展。      

地球同步轨道圆迹SAR研究

该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR, Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获取;研究分析了Geo-CSAR的成像能力,指出其在瞬时覆盖度、连续观测范围及3维精确定位方面,具有现有低轨星载SAR无法比拟的优势,是实现全球不间断覆盖的有效途径之一,在军事侦察、灾害监测方面具有重要的应用前景。      

基于北斗导航卫星的多角度双基地SAR成像与融合

GNSS-BSAR 是一种利用导航卫星作为发射机的双基地SAR (BSAR)系统,具有系统代价低等特点,但是其图像分辨率差、信噪比低。结合我国现有的北斗导航卫星系统,该文提出了一种BSAR 多角度观测与数据处理方法,实现了对目标区域的多角度观测,共获取了26 种几何配置下的图像,并提出一种感兴趣区域融合方法生成了多融合图像。获得了较高质量的图像,证明了多角度融合是一种扩展GNSS-BSAR 遥感应用的有效途径。      

环境一号C 卫星系统总体设计及其在轨验证

HJ-1-C 卫星是我国环境与灾害监测预报小卫星星座的一颗合成孔径雷达卫星,与光学卫星HJ-1-A/B 共同完成环境与自然灾害监测。该文介绍了中国第1 颗民用SAR 卫星的系统总体及载荷的设计特点,研究了卫星平台部分的数传、姿态控制、供配电和热控分系统对SAR 载荷的支持能力以及相互之间的匹配关系,同时,给出了卫星在轨测试验证的相应结果。      

中国星载合成孔径雷达三十年

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)以卫星等航天器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。经过三十多年的探索、发展与创新,中国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从单一方向扫描到二维联合扫描、从单通道到多通道、从单一极化到全极化、从单星观测到双星编队的巨大技术跨越。     

基于高分三号SAR数据的城市建筑高分辨率高维成像

传统合成孔径雷达(SAR)只能获取方位-距离二维图像,无法准确反映目标的三维散射结构信息.层析合成孔径雷达(TomoSAR)是一种多基线干涉测量模式,它将合成孔径原理扩展至高程向,除了可对目标进行二维成像之外,还可以准确恢复目标的高度向散射信息,真正实现三维成像.差分层析合成孔径雷达(D-TomoSAR)将合成孔径原理...     

TerraSAR-X Antenna Calibration and Monitoring Based on a Precise Antenna Model

The high flexibility and tight accuracy requirements of modern spaceborne synthetic aperture radar (SAR) systems require innovative technologies to calibrate and process SAR images. To perform accurate pattern correction during SAR processing, an antenna model can be used to derive the multitude of different antenna beams generated by active antenna steering. The application of such an antenna model could be successfully demonstrated for the TerraSAR-X mission, launched in 2007. The methodology and the results of the in-orbit verification with an achieved accuracy of better than $pm$0.2 dB are reviewed in this paper in detail, showing its outstanding accuracy. Additionally, the results of the antenna pattern long-term monitoring are described, pointing out the high stability of the system.      

HJ-1-C 卫星合成孔径雷达载荷的设计与实现

HJ-1-C 是我国环境与灾害监测小卫星2+1星座中的一颗合成孔径雷达(SAR)卫星,工作于S 波段,具有5 m 分辨率。SAR 载荷采用网状反射面天线和大功率放大器方案,具有重量轻、效率高的特点,适合于小卫星平台。目前HJ-1-C 卫星已在轨运行,获得我国首批S 波段星载SAR 图像,图像质量高,地物信息丰富,表明SAR 载荷的设计合理,试验和测试充分。HJ-1-C 卫星将为我国减灾和环境应用发展做出贡献。该文将对HJ-1-C卫星SAR 载荷的设计和研制进行全面介绍,包括其主要功能和技术指标,各部分的设计,以及研制、测试和试验工程,最后给出其在轨获得的图像。      

环境减灾C 星在轨测试期间冰凌灾害应用能力评价

2012 年11 月19 日,环境减灾卫星一号C 星成功发射,是我国第1 颗民用合成孔径雷达(SAR)卫星,也是目前世界上唯一在轨运行的S 波段SAR 卫星。在轨测试阶段,民政部国家减灾中心对C 星在冰凌灾害方面的应用能力进行了初步的评价,同时利用资源三号卫星多光谱影像进行相对精度评价。结果表明,S 波段SAR 卫星对于冰凌具有极好的响应,对于完全封冻、未完全封冻和浮冰区域,可有效地辨识,具备较好的减灾应用能力。S 波段SAR 卫星数据将填补我国乃至世界上SAR 卫星数据的波段空白,减灾应用潜力有待进一步深入挖掘。      

环境一号C 卫星SAR 图像典型环境遥感应用初探

环境一号C 卫星(HJ-1C)于2012 年11 月19 日成功发射,并与2008 年9 月6 日一箭双星发射的环境一号A 星,B 星(HJ-1A/1B)组成2+1环境与灾害监测预报小卫星星座系统。该文以2012 年12 月～2013 年1 月期间获取的9 景HJ-1C 卫星数据2 级产品(S 波段,VV 极化,Strip 模式,5 m 分辨率)为实验数据,以北京市和福建省近海海域为研究实验区,以HJ-1C 卫星SAR 图像土地利用类型人工解译与制图、地表覆盖自动分类、近海海洋溢油污染识别、海浪特征参数反演、海水养殖区特征提取等近海海洋环境监测等为例,开展了HJ-1C卫星SAR 图像环境遥感应用能力的分析与评价。结果表明:(1)HJ-1C 卫星SAR 图像可用于耕地、林地、公路用地、河流水面、城镇住宅用地、农村宅基地等土地利用类型的人工解译和制图,地类图斑面积勾绘误差小于5%;(2)HJ-1C 卫星SAR 与HJ-1B CCD 图像融合可有效提高地表覆盖自动分类精度;(3)HJ-1C 卫星SAR 图像可用于海洋溢油污染识别、海浪特征参数反演及近海养殖区信息提取等近海海洋环境遥感监测。      

基于高性能机群的环境一号C 卫星SAR 图像全分辨率快视实时处理系统设计与实现

该文设计和实现了基于高性能机群的环境一号C 卫星 SAR 图像全分辨率快视实时处理系统,该系统对环境一号C 卫星2012 年12 月9 日首次开机获取的SAR 遥感数据进行了快视图像处理。结果表明:该快视处理系统完全满足SAR 图像全分辨率快视实时处理能力。该系统是我国首次实现星载SAR 图像全分辨率快视实时处理的业务运行系统。      

C 波段全固态T / R 组件设计

C波段星载合成孔径雷达(SAR)系统是应用于海洋目标监视的有力手段之一.基于T/R组件的有源相控天线可靠性高,成为现阶段星载SAR雷达的研究热点,其对T/R组件的需求特点包括:高效率、低功耗、重量轻、费用低、高幅度相位稳定性和高可靠性.文中介绍了最新研制的四通道C波段星载T/R组件,采用微波多芯片组件技术,T/R组件通道间距为1/4波长,其输出功率大于22W,噪声系数2.3dB,接收增益大于23dB,功率附加效率大于23％,重量小于200g.