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中国星载合成孔径雷达三十年(补充版)

贾守新 雷达学报 2022-07-02
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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,我国星载SAR工作频段已覆盖L、S、C、X,实现了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。

1988年,我国开始星载SAR技术研究,三十年来共发射了十多颗各型星载SAR系统。其中,2006年,我国第一颗星载SAR卫星“遥感一号”成功在轨运行,填补了我国航天微波遥感领域的空白;2015年,分辨率可达亚米级的“遥感二十九号”实现了星载SAR分辨率的跨代提升;2016年,“高分三号”实现了通道体制和极化方式的突破,是我国首个C频段、多极化、高分辨率的星载SAR系统,具备单、双、全极化观测能力,具有12种常规成像模式,最高分辨率达到1米,最大幅宽达到650公里,代表了国际C波段星载SAR最高水平。
回顾我国星载SAR技术三十多年的发展历史,虽晚于欧美技术强国,但经几代雷达人上下求索、矢志创新,已开辟出一条自主创新之路,实现了核心关键技术自主可控,建立起一整套具有完全自主知识产权的模式设计、系统实现、处理与应用体系,缩短了与世界先进国家的差距。
中国科学院电子学研究所是我国星载合成孔径雷达主要研制单位之一,在三十多年星载SAR的发展历程中发挥了重要作用,抓总负责研制了上述三个标志性的星载SAR系统。

在众多SAR卫星巡天遨游、守护祖国家园的时候,我国多个星载SAR型号正进行着紧锣密鼓的设计与研制,并应用新的概念、理论、技术手段不断突破现有星载SAR的技术瓶颈。其中,陆地探测一号系统是我国《民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025)》首个卫星型号工程,将以双星编队构型获取高精度数字地形模型;以双星同轨构型,回归周期降至4天,可实现毫米级地表形变测量,将促进我国地质灾害监测业务摆脱对国外卫星数据的依赖,提升我国地质灾害自主卫星监测能力与防治工作水平。
航天探测发展永无止境,多维地球观测信息需求亦不断增长,星载SAR将以高分辨率宽测绘带、分布式多基成像、多星协同组网等技术手段,为人类提供多时序、多层次、多角度、多模式综合对地观测数据,满足不同应用场景的需求。未来,新一代遥感探测计划,通过多颗高性能SAR卫星组网,提供高空时分辨率、大幅宽星载SAR观测数据,为掌握全球陆地动态变化、生态演化、环境变迁提供长期、稳定和高质量的数据保障。
值此我国星载合成孔径雷达发展三十年之际,《雷达学报》编辑出版了“合成孔径雷达技术”专刊,收录了有关星载SAR的4篇综述和6篇论文,及时总结了星载SAR领域的研究现状、最新进展和未来发展趋势,对促进和引导我国星载SAR技术的进一步发展和应用大有裨益。


中国科学院空天信息创新研究院航天微波遥感系统部


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