星载合成孔径雷达发展现状

程玉鑫,袁凌峰

（1.解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京，211101；2.海军海洋水文气象中心，北京，100000）



星载合成孔径雷达发展现状

程玉鑫1,袁凌峰2

（1.解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京，211101；2.海军海洋水文气象中心，北京，100000）

摘要：合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）是一种主动式微波成像传感器，具有全天时、全天候、高分辨率（数十米至数米）对海探测的特点，可提供海洋及沿岸地区的海面风场、海表流场、海浪、海洋内波和中尺度涡等地球物理信息，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。

关键词：合成孔径雷达;传感器;星载

SAR诞生于20世纪50年代，作为微波传感器，可搭载于飞机、卫星和航天飞机等平台，其所具有的全天候、全天时和高分辨率对海观测的优势在海洋预报、资源勘探、灾害评估和军事侦察等领域得到广泛应用，是当今国际发展最为迅猛的遥感观测技术之一。

1　星载SAR国外研究现状

1978年，美国国家航空航天局（NASA）成功发射了第一颗携带合成孔径雷达的民用卫星Seasat，揭开了星载SAR海洋遥感的序幕。Seasat作为一种探测全球海洋表面状况与监测海洋动态的试验性卫星，虽然只接收到约42个小时的实时数据，但向世界展示了利用微波传感器进行海洋监测的可行性，为后续SAR卫星的升空奠定了基础。八十年代初，美国NASA又陆续研制了搭载于航天飞机平台的SIR-A（1981）、SIR-B（1984）和SIR-C/X-SAR （1994）执行短期观测任务。此后，前苏联、欧空局、日本、俄罗斯和以色列等国家也相继研制出了本国的SAR卫星，将星载SAR海洋遥感的发展推向了新阶段。

合成孔径雷达经过多年的发展，其技术也在不断升级，其极化方式经历了从单频段单极化SAR到多频段多极化SAR、再到极化干涉SAR的发展，其组合方式也从早期的单站SAR发展至双站/多站SAR和数字波束SAR以及卫星星座SAR，新兴SAR技术的发展，推动SAR在海洋环境探测领域逐渐进入业务化应用阶段。目前，世界上主要的SAR卫星及其参数如表1所示。

图1　所示为ENVISAT卫星及其主要载荷

比较具有代表性的单极化SAR系统搭载于欧空局先后在1991年和1995年发射的ERS-1和ERS-2卫星上，作为当时最复杂的地表环境探测卫星，其采用的先进的微波遥感技术实现了对全球海域的连续化观测，相比于光学遥感卫星具有明显的优势。

多极化SAR图形包含丰富的极化信息，是当前SAR发展的主要方向。值得一提的是欧空局（ESA，European Space Agency）研制的ASAR（Advanced Synthetic Aperture Radar）系统，搭载于ENVISAT卫星上，是迄今为止欧州发射的最大的环境卫星，其工作波段为C波段，波长5.6厘米，具有多极化、可变观测角度和宽幅成像的特性，共有五种工作模式， ENVISAT卫星及其主要载荷如图1所示。此外，主要的多极化SAR还包括日本于2006年发射的ALOS和加拿大于2007年发射的RADARSAT-2。

表1　目前主要的星载SAR参数

2　星载SAR国内研究现状

我国星载SAR的研制工作起步于上世纪九十年代初，先后进行了“863”项目和“星载SAR海洋应用研究”等课题的研究。同时，中国科学院电子学研究所、中国电子科技集团公司第38研究所和中国空间技术研究院等多家单位也在积极进行SAR系统的研制。这些工作极大地推动了我国星载SAR卫星遥感的发展。

3　结论

近年来，随着星载合成孔径雷达研究工作不断取得显著的成果，人们越来越重视星载合成孔径雷达的相关研究。本文详细介绍了星载SAR近年来的国内外发展现状，为推动我国星载合成孔径雷达发展提供参考。

参考文献

[1] 袁孝康. 星载合成孔径雷达导论[M]. 第1版. 北京: 国防工业出版社, 2003.

[2] 陈劲松, 邵芸, 董庆, 等. 全极化SAR数据信息提取研究[J].遥感技术与应用， 2003, 18 (03): 153-158.

[3] Trudel M, Leconte F C R. Using RADARSAT-2 polarimetric and ENVISAT-ASAR dual-polarization data for estimating soil moisture over agricultural fields[J]. Canadian Journal of Remote Sensing Journal Canadien De Télédétection, 2012, 38(4):514-527.

[4] 陈旸. RADARSAT-2的关键技术及军民应用研究[J]. 无线电工程, 2007, 37 (06): 40-42.

中图分类号：P732.7

文献标识码：A

作者简介

程玉鑫（1990-），男，黑龙江鸡西人，硕士研究生，研究方向为海洋遥感

基金项目：国家自然科学基金（批准号：41475019）

Current situation of the development of space-borne SAR

Cheng Yuxin1,Yuan Lingfeng2
(1.College of Meteorology and Oceanography,PLA University of Science and Technology Nanjing 211101,china; 2.Navy hydrometeorological center Beijing,100000,china）

Abstract：Synthetic Aperture Radar(SAR)is a kind of active microwave imaging sensors,has a day,allweather,high resolution(tens of meters to several meters)on the characteristics of sea detection,can provide Marine and coastal sea surface wind field,flow field,waves,ocean waves and sea surface mesoscale vortex and other geophysical information,has a broad application prospect and important research value.

Keywords：synthetic aperture radar;sensor;space-borne