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世界星载SAR发展综述2006年12月说明本文是作者收集相关资料整理而成，并没有一一验证所收集资料的真实性和准确性。如果本资料中有确实不正确的地方，请E-mail通知我：，不胜感谢！李 飞目 录1、各国星载SAR发展概况. 32、美国. 52.1 SEASAT （海洋星）. 52.2 SIR-A (Shuttle Imaging Radar-A) 72.3 SIR-B (Shuttle Imaging Radar-B) 92.4 SIR-C/X-SAR (Shuttle Imaging Radar-C/X-SAR) 112.5 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) 142.6 Lacrosse (长曲棍球系列) 192.7 Discover II (发现者2) 232.8 LightSAR. 262.9 RADAR1. 272.10 Magellan. 282.11 Cassini 283、欧空局. 293.1 ERS-1/ ERS-2. 293.2 Envisat（ASAR）. 303.3 Cosmo-Skymed（宇宙地中海）. 333.4 TerraSAR-X. 363.5 SAR-Lupe. 384、俄罗斯. 404.1 Almaz（钻石系列）. 404.2 Arkon-2. 434.3 Kondor-E. 435、加拿大. 445.1 RadarSAT-1. 445.2 RadarSAT-II 466、日本. 486.1 JERS-1（Japan Earth Resources Satellite）. 486.2 ALOS（PALSAR）. 507、以色列. 527.1 TECSAR. 528、印度. 538.1 RiSAT. 539、阿根廷. 559.1 SAOCOM. 5510、韩国. 5710.1 ROK-SAR（Arirang V/ Kompsat-5）. 5711、中国. 5912、总结. 601、各国星载SAR发展概况SAR是20世纪50年代提出并研制成功的一种微波遥感设备，也是微波遥感设备中发展最迅速和最有成效的传感器之一。作为一种主动式传感器，它能不受光照和气候条件的限制实现全天时、全天候对地观测。还可以透过地表和植被获取地表下信息。这些特点使它在农业、林业、地址、环境、水文、海洋、灾害、测绘与军事领域的应用具有独特的优势。使得SAR收到世界各国政府的高度重视与支持。在短短的50年间，从构思实验室机载星载，其各个时期的发展都相当迅速，各方面技术也不断发展与完善。1951年6月美国Goodyear宇航公司的Carl Wiley首先提出频率分析方法改善雷达角分辨率的方法。与此同时美国伊利诺依大学控制系统实验室独立地用非相参雷达进行实验，验证频率分析方法确实能改善雷达角分辨率。1952年第一个SAR系统研制成功。1953年获得第一幅SAR图像。1957年美国密歇根大学雷达和光学实验室研制的SAR系统获得第一张全聚焦的SAR图像。20世纪70年代美国密歇根环境研究所（ERMI）和国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）研制出1.25GHz和9GHz多极化合成孔径雷达。1972年JPL进行了L波段星载SAR的机载校飞。1978年6月27日JPL发射了载有SAR的海洋卫星SEASAT，标志着合成孔径雷达已成功进入从太空对地观测的新时代，标志着星载SAR由实验室研究向应用研究的关键转变。1981年11月12日美国“哥伦比亚”号航天飞机搭载SIR-A顺利升空。雷达影像上成功观测到撒哈拉沙漠的地下古河道，显示了SAR具有穿透地表的能力，引起国际科技界的震动。1984年10月5日美国进行了“挑战者”号航天飞机搭载SIR-B的实验。1987年7月原苏联发射的“COSMOS-1870”卫星上配备了一部分辨率为25米的S波段SAR系统。主要对人类无法进入的地区进行雷达成像测绘，监测海洋表面污染，鉴别海冰和对厚冰区的舰船进行导航等。1988年12月2日，美国航天飞机“亚特兰蒂斯”号将“长曲棍球（Lacrosse）”军事侦察卫星送入预定轨道，这是世界上第一颗高分辨率雷达成像卫星。1989年NASA开展了一项星球雷达任务Magellan雷达观测金星计划，将SAR拓展到研究其他星球的重要工具之一。1991年3月8日，NASA发射长曲棍球-2。1991年3月31日COSMOS-1870的改进型ALMAZ-1由前苏联发射上天，搭载S波段SAR。1991年7月1日ESA发射了其第一颗地球资源卫星ERS-1，可提供全球气候变化情况，并对近海水域和陆地进行观测。1992年2月11日，日本发射地球资源卫星JERS-1，携带L波段SAR系统。1994年NASA、DLR（德国空间局）和ASI（意大利空间局）共同进行了航天飞机成像雷达飞行任务SIR-C/X-SAR，分别在1994年4月9日到20日和9月30日到10月11日进行了两次飞行。SIR-C由NASA负责完成，是一部双频（L波段、C波段）全极化雷达。X-SAR由DLR和ASI共同建造，为单频X波段，单极化VV雷达。SIR-C/X-SAR首次实现了利用多频、多极化雷达信号从空中对地球进行观测，SIR-C图像数据有助于人们深入理解现象背后的物理机理，深入开展植被、土壤湿度、海洋动力学、火山活动、土壤侵蚀和沙化等多项科学研究工作。1995年4月21日年ERS-2发射升空。1995年11月4日加拿大成功发射了其第一颗资源调查卫星RADARSAT-1，该星为商业应用和科学研究提供全球冰情、海洋和地球资源数据。1996年NASA开展了第二项星球雷达任务观测土星的Cassini任务，用于开展观测Titan表面的物理状态、地形和组成成分等多项任务，进而推测其内部构造。1997年10月24日，NASA发射长曲棍球-3。2000年2月11日NASA和NIMA（美国国家测绘局）联合进行了为期11天的航天飞机地形测绘任务（SRTM）。采用60米长的可展开天线杆进行干涉测量。2000年8月17日，NASA发射长曲棍球-4。2002年3月1日ESA发射Envisat卫星，搭载ASAR。2005年4月30日，NASA发射长曲棍球-5。2006年1月24日，日本发射ALOS，搭载PALSAR。2006年4月27日，中国发射遥感卫星一号可见，从1978年美国发射第一颗合成孔径雷达卫星SEASAT开始，很多国家都陆续大力开展星载雷达的研究。根据不完全统计，已经发射或即将发射星载SAR的国家包括：美国、欧空局、俄罗斯、日本、加拿大、中国、印度、以色列、韩国、阿根廷等。星载SAR从低分辨率、单极化、单一工作模式向高分辨率、多极化、多种工作模式发展，从2D向3D发展，下面分别予以介绍：2、美国2.1 SEASAT （海洋星）1978年6月27日，美国NASA从范登堡基地发射了Seasat-A卫星，其上首次装载了合成孔径雷达，工作在约800公里的高度上。入轨10天后星载SAR系统才首次启用，卫星飞行105天后，由于电源系统故障，于1978年10月10日终止飞行使命。其间，SEASAT系统共工作500次，每次510分钟，以25米的分辨率对地球表面1亿两千万平方公里的面积进行了测绘，实现了全天时、全天候工作。Seasat-A标志着SAR技术已进入空间领域，开创了星载合成孔径雷达的历史，其任务是论证海洋动力学测量的可靠性，在其短短的3个月工作时间内向地面传回了大量有关陆地、海洋和冰面的图像。利用Seasat-A的雷达图象，获得了大量从未得到的地表信息。序号指标SEASAT SAR1轨道倾斜角：108 高度：800公里2频率1.275GHz（L波段）3波长0.235米4极化HH5分辨率距离向：25米方位向：25米（4视）6入射角（视角）20（固定）7测绘带100公里8带宽19MHz9数据处理方式光学10PRF14631640Hz11脉宽33.4us12天线类型微带天线13天线尺寸10.74米2.16米14天线增益35dB15天线方位向波束宽度1.7316天线距离向波束宽度6.217峰值功率1000w18波束操控方式固定19收发方式集中收发20STC范围9dB21目的及应用海洋研究SEASAT-1卫星系统参数SEASAT雷达图像2.2 SIR-A (Shuttle Imaging Radar-A)1981年11月12日，美国NASA在肯尼迪航天中心利用哥伦比亚号航天飞机将SIR-A送上太空，该任务为期3天，于1981年11月14日降落在位于加州的爱德华兹空军基地。SIR-A是一部HH极化L波段合成孔径雷达（SAR），以光学记录方式成像。SIRA共录取了7个半小时的数据，对1000万平方公里的地球表面进行了测绘，获得了大量信息，其中最著名的是发现了撒哈拉沙漠中的地下古河道，引起了国际学术界的巨大震动。它是构成NASA（OSTA-1）的一个组成部分，主要目的是让人们更多地获取地表信息，并作为地球观测的科学平台。序号指标SIR-A1轨道倾斜角：38 高度：259公里2频率1.275GHz（L波段）3波长0.235米4极化HH5分辨率距离向：40米方位向：40米（6视）6入射角（视角）47 （固定）7测绘带50公里8带宽6 MHz9数据处理方式光学10PRF1464182411脉宽30.4 us12天线类型Corporate feed13天线尺寸9.4米2.16米14天线增益N/A15天线方位向波束宽度N/A16天线距离向波束宽度N/A17波束操控方式固定18收发方式集中收发19峰值功率1000W20目的及应用陆地地质研究SIR-A系统参数2.3 SIR-B (Shuttle Imaging Radar-B)1984年10月5日，美国NASA利用挑战者号航天飞机将SIR-B送上太空，该任务代号为STS-41G， 到1984年10月13日，为期一周。SIR-B也是一部HH极化L波段合成孔径雷达（SAR），它是构成NASA（OSTA-3）的一个组成部分。序号指标SIR-B1轨道倾斜角：57 高度：225/272/352公里2频率1.282GHz（L波段）3波长0.235米4极化HH5分辨率距离向：1758米方位向：25米（4视）6入射角（视角）20 55 7测绘带1060公里8带宽12MHz9数据处理方式光学，数字10PRF1464182411脉宽30.4 us12天线类型Corporate feed13天线尺寸10.7米2.16米14天线增益N/A15天线方位向波束宽度N/A16天线距离向波束宽度N/A17波束操控方式机械扫描18收发方式集中收发19峰值功率1000W20目的及应用陆地及海洋研究SIR-B系统参数2.4 SIR-C/X-SAR (Shuttle Imaging Radar-C/X-SAR)SIR-C/X-SAR是在SIR-A，SIR-B基础上发展起来的SIR-C/X-SAR，于1994年4月由美国NASA利用航天飞机将其送上太空，引入了很多新技术，是当时最先进的航天雷达系统，表现在：(1) 运行在地球轨道高度上的第一部多波段同时成像雷达，它共有3个波段，由美国研制L和C波段SAR，德国、意大利研制X波段SAR；(2) 运行在地球轨道高度上的第一部高分辨率4种极化（HH ，HV，VH和VV）同时成像的雷达（X-SAR只有VV极化）。(3)由于采用相控阵天线，其下视角和测绘带都可在大范围内改变。该系统今后将随航天飞机作多次飞行，主要应用于环境监视和资源勘探等商业目的。SIR-C天线设计如下：C波段和L波段采用微带天线，C波段采用缝隙波导天线。天线总尺寸为：12.0m 3.7m。C波段天线由18个面板组成，每个面板有28个T/R组件，共504个T/R组件；L波段由18个面板组成，每个面板有14个T/R组件，共252个T/R组件天线结构图如下：SIR-C工作状态图：序号指标SIR-C/X-SARL波段C波段X波段1轨道倾斜角：57 高度：225公里2频率1.25GHz5.3GHz9.6GHz3波长0.24米0.0566 cm0.03125 cmNE0-40dB-35dB-22dB4极化HH / VV / VH / HVVV5极化隔离度 25dB 39dB6分辨率距离向：25m/13m米方位向：30米（4视）20m/10m米25米（4视）7入射角（视角）20 55 8测绘带1590公里1540公里9带宽10MHz, 20MHz, 40MHz,10数据处理方式数字11PRF1395173612脉宽33.8, 16.9, 8.5 us13天线类型微带裂缝波导14天线尺寸12.02.9512.00.712.00.415天线增益36.4 dB 42.7 dB44.5 dB16天线方位向波束宽度1.0 0.25 0.14 17天线距离向波束宽度5 -16 5 -16 5.5 18波束操控方式电扫19收发方式分布式T/R组件20峰值功率4400W1200 W1400 W21数据率90 Mbits/s90 Mbits/s45 Mbits/s22数据格式(8,4) BFPQ23目的及应用多参数观测SIR-C/X-SAR系统参数2.5 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) 项目开始时间: August 1996 项目完成时间: March 2001项目周期: 60 months (42 months start to launch; 18 months data processing)1 SRTM的任务SRTM的主要目标是收集干涉雷达数据，生成几乎可以覆盖全球的全球数字高程模(DEM)(此模型覆盖-56度至+60度纬度的地球表面)。SRTM 数据的应用领域十分广泛，尤其在测绘、地壳形变及军事等领域具有十分重要的应用，具体而言主要包括如下几个方面：1） 地质学、地球物理学、地震研究、火山监控及遥感图像数据的配准等。2）土木工程、土地理捌及通信线路的确定等。3）飞行模拟器、任务悬姑、导弹与武器制导、演习及战场管理等。2 SRTM的背景SRTM是航天成像雷达C/X波段合成孔径雷达(SIRCXSAR)改进型的任务，它已分别于1994年4月和10月两次成功完成。SRTM的SIRC和XSAR雷达设备各增加了第二个接收机通道和只用于接收的第二根天线，这两根天线装在长6O米可伸缩的天线杆一端，这是第一部装载在航天器上环绕地球轨道进行单次通过测量的干涉仪。SRTM是NASA(美国宇航局)、NIMA(国防部国家测绘局)和DLR(德国宇航中心)的一个合作项目。NASA的喷气推进实验室(JPL)负责C波段雷达系统、天线杆、姿态与轨道测定仪(AODA)以及C波段数据处理。DLR负责X波段雷达系统(XSAR)的系统工程、理论、操作、校准和数据处理。ASTRIUM是XSAR飞机硬件部分的研发、集成和测试的主要承包商。意大利空间局(ASI)与DLR于1994年合作完成了飞机硬件部分的飞行实验和数据处理。3 SRTM的硬件组成SRTM由两个雷达系统组成，NASA的JPL雷达在c波段(波长5、6厘米)工作，DLR系统在x波段(波长3厘米)工作。基线由60米长的可伸缩天线杆结构构成，此结构伸出轨道飞行器的货舱，伸出端带有c波段与x波段雷达的第二根天线。由地面点反射回的雷达信号被内外侧的两根天线接收，它们路径相同但时间稍微不同，相位差是由于很小的距离差所导致。由于精确知道对于任何时间的地面点航天飞机在太空的位置和姿态，就能算出目标高度。这种首次在太空的单次通过SAR干涉仪不会受不稳气压的影响，也不会受到由于遇到多次通过干涉测量而造成目标反向散射的短时抗相关干扰。3.1 主雷达天线主雷达天线结构图主雷达天线由2条天线和1台计算天线位置数据的姿态与轨道测定电子仪(AODA)组成。每条天线由能发射和接收雷达信号的特殊面板制作。第一条天线称作C波段天线，可接收和发射波长为5.6 cm的雷达信号；第二条天线称为X波段天线，该天线可接收和发射波长为3cm的雷达信号。所有这两种波长都曾在1994年的SIRC/XSAR试验中用于测绘和其他学科的研究。AODA的主要功能是测量天线杆长度、测姿与测轨。AODA 由电子测距仪、觇标跟踪仪、惯性导航仪、恒星跟踪仪及GPS接收机等5部分组成。电子测距仪利用舱外天线上的角反射器能非常精确地量测天线杆的长度，精度达到土3mm。觇标跟踪仪利用舱外天线上的3根发光二极管(LED)觇标来量测舱外天线相对于主雷达天线的位置。恒星跟踪仪由高性能的相机、计算机和含有大量恒星目录的数据库组成，用于确定SRTM 相对于恒星的姿态及舱外雷达天线的相对运动。惯性导航仪可非常精确地量测姿态变化，所得数据与恒星跟踪仪得到的数据相结合，则可得到SRTM相对于恒星的绝对方位。惯导数据可用于推求随时问变化的姿态航天飞机上装有的2台与舱外GPS天线相连的GPS接收机，主要用于测定轨道。AODO结构图3.2 舱外天线舱外天线与天线杆的另一端相连，它由2条雷达天线(即C 波段和X 波段)、2条GPS天线、3根发光二极管(LED)觇标及角反射器组成。2条雷达天线仅接收雷达信号,雷达信号的发射由主天线来完成。仓外天线结构图3.3 SRTM 可伸缩天线杆用于SRTM 使命的天线是一种可伸缩铰接式天线杆。该天线杆由87个立方形框式部件组成，直径为1.12m，重量为290kg，天线杆展开达60m。在航天飞机起飞和着陆期间，天线杆装在一金属罐内。天线杆由装在金属罐内的马达驱动，以展开天线杆。航天飞机上的一名宇航员还可以利用手持马达人工展开天线。天线杆在太空的展开图4 SRTM 的主要产品SRTM 的数字产品主要包括如下几种：1）LEVEL2地形高程数据集。绝对水平和高程精度分别为士20 m 和士16 m；范围为5度5度；高程数据间隔为1弧/秒，约30m。2）带状正射纠正图像数据集。采样间距为15 m15 m；单个文件的覆盖区域为60 km45060 km4500 km。最后移交给NIMA进行镶嵌。3）随机高误差数据集。4）系统高程误差模型。5）最终检核报告及全球高程误差模型。6）数字高程图像产品：有以颜色表示高程的雷达图像；带彩色干涉条纹的雷达图像；晕渲地貌；互补色立体像对；叠置有雷达图像并以颜色表示高程的透视图；晕渲地貌透视图；叠置有陆地卫星或其他图像的透视图；等高线图；立体像对。序号指标SRTMC波段X波段1轨道倾斜角：57 高度：233公里2频率5.3GHz9.6GHz3波长0.0566 cm0.03125 cmNE0-35dB-22dB4极化HH / VV / VH / HVVV5极化隔离度 25dB 39dB6分辨率距离向：30米方位向：30米（4视）30米30米（4视）7测高精度10米6米8入射角（视角）15 55 17 60 9测绘带225公里50公里10带宽10MHz9.5MHz11数据处理方式数字12PRF134415501440167413脉宽34 us40 us14天线类型平面相控阵裂缝波导阵列15舱内天线尺寸12.00.7512.00.416舱外天线尺寸(只接收)8.00.756.00.417天线增益42.7 dB44.5 dB18天线方位向波束宽度0.25 0.14 /0.28 19天线距离向波束宽度5 -16 5.5 20波束操控方式电扫21收发方式分布式T/R组件22峰值功率1200 W1700 W23数据率180 Mbits/s90 Mbits/s24数据格式8Bits6Bits25目的及应用干涉测量SRTM系统参数2.6 Lacrosse (长曲棍球系列) 长曲棍球总体图1、概述美国于1977年开始研制“深蓝”(INDIGO)雷达卫星，并于1982年1月21日发射成功，这是1颗试验型卫星，但只运行了122天。“长曲棍球”(LACROSSE)卫星于1983年批准立项，直至1986年才由当时担任美国中央情报局局长的乔奇.布什批准启动，至今已发射5颗。“长曲棍球”卫星由美国前麦道公司(现合并到波音公司)和洛马公司研制。“长曲棍球”卫星已成为美国卫星侦察情报的主要来源，美国军方计划再订购6台“长曲棍球”卫星上的SAR，每台SAR价格约5亿美元。（1）星体构造：主体呈八棱体，长812m，直径4m，（2）卫星重约14 500kg。天线展开直径约20m，太阳能（3）典型轨道：近地点670km，远地点780km，倾角57和68（4）系统配置：双星组网（5）由于采用大型抛物面天线，所以提高了SAR的分辨率和信噪比。它采用X、L两个频段和双极化方式。其地面分辨率达到1 m（标准模式）、3 m（宽扫模式）和0.3 m（精扫模式），在宽扫模式下，其地面覆盖面积可达几百平方千米。（6）它采用大型太阳电池翼，展开长度为50 m，可以为庞大的卫星(12 t)提供足够的功率。（7）星上装有GPS接收机和雷达高度计，故能进行精密测量。（8）采用TDRSS实现大容量高速率数据的实时传送，可以在全球范围内执行侦察任务。美国的Lacrosse系统即为极化系统。“长曲棍球”卫星是当今世界上技术先进的雷达侦察卫星，它能够穿透云雨层向地面传输清晰的卫星图片美国在南斯拉夫战争，伊拉克战争以及阿富汗战争中用其进行了卫星电子战（The Satellite Wars），取得了很好的作战效果。“长曲棍球”雷达成像卫星共发射了5颗，4颗在轨服役。卫星名称发射时间发射器Lacrosse-11988年12月2日阿特兰蒂斯号航天飞机Lacrosse-21991年3月8日大力神-4A（Titan-4 03A）Lacrosse-31997年10月24日大力神-4A（Titan-4 03A）Lacrosse-42000年8月17日大力神-4B（Titan-4 03B）Lacrosse-52005年4月30日大力神-4B（Titan-4 03B）五颗“长曲棍球”卫星发射时间表2、技术指标（1）Lacrosse 1名称参数、说明发射地Kennedy Space Center（肯尼迪航天中心）轨道：远地点近地点447 437 kmPlatformSpace Shuttle Atlantis（阿特兰斯航天飞机）；轨道运行周期93.4 minutes轨道高度275 km倾斜角57.0天线rectangular antenna, 48 feet long and 12 feet wideNORAD Number19671(USA 31)分辨率最好分辨率约1米（大多数图像为3米）目前状态完成使命，1997年脱轨坠毁波长3 cm频率10 GHz天线尺寸8m 2m（2）Lacrosse 2名称参数、说明发射地范登堡空军基地轨道：远地点近地点662 420 kmPlatformTitan IV-A倾斜角68.0NORAD Number21147 (USA 69)分辨率最好分辨率约1米（大多数图像为3米）目前状态服役（3）Lacrosse 3名称参数、说明发射地范登堡空军基地轨道：远地点近地点679 666 kmPlatformTitan IV-A 倾斜角57.0NORAD Number25017 (USA 133)分辨率最好分辨率约1米（大多数图像为3米）目前状态服役（替代Lacrosse 1）（4）Lacrosse 4名称参数、说明发射地范登堡空军基地轨道：远地点近地点695 689 km（675 572）PlatformTitan IV-B重量14,500 kg倾斜角68.0（68.1）NORAD Number26473 (USA 152)分辨率最好分辨率约1米（大多数图像为3米）目前状态服役（替代Lacrosse 2）注：Lacrosse 4在初始轨道运行后做了自适应调整，括号内为调整后的相应参数(5）Lacrosse 5名称参数、说明发射地Cape Canaveral轨道：远地点近地点718 712 kmPlatformTitan IV-B重量16,000 kg倾斜角57.0NORAD Number28646 (USA 182)分辨率最好分辨率约0.3米（大多数图像为1米）目前状态服役期2.7 Discover II (发现者2) 1、开发单位：U.S. Air Force（美国空军）Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) National Reconnaissance Office (NRO) （国家情报局）计划开始时间：1998年2月预计完成时间：2010年2、用途：Discoverer II希望能够提高对战场的监测和侦察能力，通过多星协作实现对全球地面目标的精确监控：1）高距离分辨率地面动目标检测(HRR-GMTI)2）合成孔径雷达成像3）获得高分辨率数字地形高程数据（DTED）最初，Discoverer II计划包含24颗近地轨道卫星，入射角约为54度，组成Walker星座，轨道高度为770km。现在的Discoverer II计划先会研制并发射两颗HRR-GMTI/SAR卫星用于实验，这两颗卫星集成TES（Tactical Exploitation System：战术拓展系统）系统，将对其进行一年的在轨观测论证。这些论证将未将来的多星星座系统在技术可行性，耗资，任务完成能力等方面提供可靠的参考。3、特点：1）跟踪并检测地面运动目标2）高分辨率成像3）收集高精度的数字地面高程信息4）战场数据的实时传送5）证明类似计划在资金消耗方面是可以接受的（单星制作费用：小于$100million；20年的生命周期内的费用：小于$10billion）6）战争时期与和平时期都可以应用（在和平时期可以用于监测是否存在运送大规模杀伤性武器的船只等）4、Discoverer II处理结构：关键在于提高雷达出处理的实时性能。如果要实现GMTI功能，在线处理器的运算速度必须达到1 TOPS（Tera-operation per second ）以上的吞吐量，而且整个处理器的设计不能超过卫星的重量和功率限制。因此，VLSI（超大规模集成电路）和并行处理技术成为整个处理器的技术关键。其中STAP技术是实现GMTI功能的关键。考虑天线尺寸为2.5m16m，卫星速度为7km/s，在这种参数下，运动目标与杂波主瓣往往是混叠的，也就是说运动目标淹没在杂波主瓣中。STAP（SapceTime Adaptive Processing）技术就用于抑止地杂波，从而将被杂波掩盖了的运动目标检测出来。5、Discoverer II不同工作模式下的参数：条带模式grazing angleslope anglesquint anglecollection rate(km2/s)IPR127045700,0003mScanSARgrazing angleslope anglesquint anglecollection rate(km2/s)IPR127045100,0001m聚束模式grazing angleslope anglesquint angletarget areas(km2)IPR127045440.3mGMTI模式grazing angleslope anglesquint anglecollection rate(km2/s)detectable velocities67002,000,0001.3586、Discoverer II平台参数和雷达参数平台参数Altitude770kmLatitude coverage6565grazing angle limit12slope angle limit70cone angle limit45orbital inclination53weightreflector1000kgplanar1500kgon-board memory160 Gbitsdownlink rate548Mbps(growth to 1.096Gbps)uplink command rate200Kbps雷达参数类型合成孔径雷达工作模式条带，聚束，扫描，GMTI波段X-band，600MHz带宽峰值功率1kw天线尺寸58mT/R模块350（reflector）；2800（planar）电子波束指向方位=1俯仰-20+20指向精度0.02斜距平面分辨率0.3m；1.0m；3.0m2.8 LightSAR1、概述美国宇航局（NASA/JPL）一项轻型SAR技术研究计划（LightSAR）。目标是利用先进技术来降低SAR的成本、提高SAR数据的质量。在设计上确定为双频（L,X）、L波段四极化、高分辨率（优于3m）的SAR系统。满足商业和科学等用户需求，最终目标为设计、发射、和操作地球轨道SAR小卫星系统。用于传送有用的地球科学数据，产生科学信息产品来填充NASA地球科学事业战略计划。主要包括：监测自然灾害，监测炭周期，监测土壤、雪水，测量冰川/冰原平衡，测量海岸线，监测海洋对大气的影响。同时引导下一代商业远程数据的扩展。计划启动时间98年10月1日，计划发射时间02年9月30日。2、雷达参数参 数性 能轨道轨道高度：600km2；轨道倾角：97.8 2频率/波段9.6GHz / X波段极化HH或VV2空间分辨率2.6m(Strip) ;1.6m(Spotlight) ;13m(ScanSAR）1入射角20-55(Strip&Spotlight) ;22.5-32.5(ScanSAR) 1测绘带22-27km(Strip);10x4km(Spotlight);117km(ScanSAR) 1天线尺寸1.35(1.8)m2.9m 2带宽150MHz 1数据处理方式数字脉宽16.319.4s（Strip Spotlight）;20.6,18.2s (ScanSAR)1平均功率100W峰值功率6.989KW天线类型Passive Antenna (Elliptical Reflector) or Active Antenna (Phased Array) 2 参考文献：1 Christoph Heer,etc.Germany “The LightSAR X-Band SensorDesign and Performance”2 Jeffrey E. Hilland, etc. Jet Propulsion Laboratory. “Future NASA Spaceborne SAR Missions”2.9 RADAR11、项目背景Radar1是一个获得许可的商业系统。RDL Space Corporation于1997年3月1日向NOAA（美国国家海洋和大气局）提出操作一颗商业星载SAR卫星系统的申请，NOAA于1998年6月16日向其颁发了许可。但是在2000年11月，在NOAA宣称此公司存在政府合同欺骗之后，RDL交回了许可。2、简介Radar1系统配置：两颗卫星。世界上第一颗高分辨率商业雷达。可全天时全天候提供1米分辨率的雷达图像。在美国有两个地面接收终端，中央处理与存档设在华盛顿；在欧洲有一个地面接收终端；还有一个西太平洋地面接收终端。计划的应用有：未许可领土上的安全威胁；国家边界监督，药品走私，非法移民，海关问题，农业，矿业。设计寿命为7年，经营公司是美国RDL Space Corporation（研究发展实验室航天公司）。附：研究发展实验室航天公司（RDL）是唯一一个获得经营合成孔径雷达遥感卫星商业部许可证的私营公司，它在天基雷达技术方面有着丰富的经验。它的主要业务是处理从航天飞机上传下来的所有合成孔径雷达的数据，并与NASA合作发展轻型合成孔径雷达LightSAR技术。RDL航天公司成立于1996年，目标是实现航天高分辨率合成孔径雷达图像的商业化。当美国大多数遥感公司发展可见光和近红外谱段遥感器的时候，RDL则希望研发雷达的特殊技术。2、雷达指标轨道703公里，倾角62重访时间12小时波段X波段地理位置精确度10米分辨率15米天线9米抛物面反射体下行链路600Mbps星上数据存储450Gbit重量发射时约1400公斤2.10 Magellan在开展对地观测研究的同时，SAR也是研究其他星球的重要工具之一。1989年美国国家航空航天局（NASA）开展了一项星球雷达任务Magellan雷达观测金星计划。Magellan于1989年5月4日由“亚特兰蒂斯”号发射升空，1990年9月15日开始测绘任务，1991年5月15日终止。Magellan雷达工作于S波段，HH极化，距离向分辨率为120360m，方位向分辨率为120150m，入射角大于30。具体技术参数见下表：系统参数取值飞行高度（km）2752100轨道倾角（）85.3波长（cm）12.6极化HH入射角（）1850方位向分辨率120150距离向分辨率120360视数 4观测带宽度（km）20（可变）2.11 Cassini继Magellan宇宙飞船观测金星计划后，1996年NASA开展了第二项星球雷达任务观测土卫六土星（Titan）的Cassini任务，用于开展观测Titan表面的物理状态、地形和组成成分等多项任务，进而推测其内部构造。Cassini上搭载的SAR工作于Ku波段，HH极化，距离向分辨率4001600m，方位向6002100m。具体技术参数见下表：系统参数取值飞行高度（km）10004000轨道倾角（）可变波长（cm）2.2极化HH入射角（）1435.4方位向分辨率6002100距离向分辨率4001600视数432观测带宽度（km）683113、欧空局3.1 ERS-1/ ERS-21991年7月以德国，英国，法国，意大利等12个成员国组成的欧洲空间局(ESA)利用阿里亚娜-4火箭发射了欧洲的地球资源卫星ERS-1（European Remote Sensing Satellite），卫星采用法国SPOT-I和SPOT-II卫星用的MK-1平台，装载了C波段SAR，采用VV极化天线，获得了30m空间分辨率和100km观测带宽的高质量图像，这也是该组织第一次用星载SAR技术对地球进行大面积成像观测。1995年4月21日，欧空局发射了类似性能的ERS-2卫星。目前，ERS-2仍在在轨运行，至今已积累了11年对地观测资料。ERS系列卫星是民用卫星，主要用途是对陆地、海洋、冰川、海岸线成象。序号指标ERS-1/21轨道倾斜角：38 高度：259公里2频率5.3GHz（C波段）3波长0.56米4极化VV5分辨率距离向：26.3米方位向：30米6入射角（视角）23 （固定）7测绘带80.4公里8带宽15.5MHz9数据处理方式数字10PRF1640-1720 Hz11脉宽37.12 us12天线尺寸10米1米13峰值旁瓣比方位向20 dB; 距离向18 dB14模糊度方位向20 dB, 距离向31 dB15天线方位向波束宽度N/A16天线距离向波束宽度4.8 17指向经度方位向1 km; 距离向0.9 km18峰值功率4800W19目的及应用民用20ERS-1/ERS-2卫星系统参数3.2 Envisat（ASAR）1、背景ESA分别于1991年4月和1995年4月发射了欧洲遥感卫星-1、2（ERS-1、2）两颗卫星。目前，ERS-2仍在运转，至今已积累了11年对地观测资料。ENVISAT是ERS计划的后续计划，它将继续开展对地观测和地球环境研究。ERS是海洋动力环境卫星，主要用于海洋动力学现象的探测，诸如海平面高度、海洋重力场 、海面浪场、风场、流场、潮汐、温度场以及海冰监测等。ENVISAT-1上仍装载了ERS上的海洋 遥感器，其技术性能有所改进，探测能力亦会增强。除上述以外，ENVISAT-1还具有探测海 洋水色环境和海岸带的能力，如叶绿素浓度、泥沙含量、有色可溶有机物及海洋污染和海岸形成过程等，而ERS则不具备这种能力。与ERS相比较，ENVISAT-1增添了多台大气化学成分测量仪器，可用于大气吸收光谱、大气发 射光谱以及恒星光谱测量，可探测大气臭氧层、温室效应示踪气体以及气溶胶浓度分布。此外，ENVISAT-1上的合成孔径雷达、中分辨率成像光谱仪和沿轨迹扫描辐射计等，除能用于 海洋和冰盖探测以外，也可用于陆地遥感，如植被、土地、地质、水灾及水文参数测量。由上所述，ENVISAT-1是1颗多用途卫星。它以海洋和大气的全球探测为主，也可用于陆 地资源和环境探测。ESA制定的ENVISAT-1的全球目的和区域目的如下：(1) 全球目的 海况预报、海面温度监测、海洋水色要素监测、海洋污染监测、大气臭氧层监测、大气水汽和地球辐射收支监测等，并以此为全球环境研究提供数据和技术支持，它包括海洋动力过程和其变化、海冰分布和冰盖特性、海洋自然和人为污染、海洋初级生产力、 大气成分及其化学过程、大气-冰盖交互作用、海气交互作用以及大尺度植被分布及其变化等项研究。(2) 区域目的 海岸消长过程监测、近岸海冰监测、海洋渔业海况监测、海洋船舶导航、海岸带污染监测、陆地农业和林业监测、湿地监测、大尺度植被消长过程监测、大尺度地质环境监测、冰雪覆盖测绘、水文参数测量以及合成孔径三维成像等。ENVISAT-1遥感器配置ENVISAT-1配置了8台遥感器，即先进的合成孔径雷达（ASAR）、雷达高度计（RA-2）、微波辐射计（MWR）、先进的沿轨扫描辐射计（AATSR）、中分辨率成像光谱仪（MERIS）、掩星式全球臭氧监测仪（GOMOS）、扫描成像大气吸收光