卫星影像之SAR技术

SAR技术的空间应用，使其成为20世纪末最受欢迎的侦察仪器之一，对它的应用和发展还刚刚开始。SAR卫星在未来将有更加广阔的发展和应用前景。在雷达卫星1号基础上，加拿大在2001年发射的雷达卫星2号雷达将具有全极化测量能力；欧空局也将在1999年11月发射的Envisat-1卫星上装载ASAR，有同极化和交叉极化两种极化模式；2002年将发射的LightSAR 将为L波段多极化及具有干涉测量、扫描模式的实用化成像雷达。同年计划发射的日本ALOS/PALSAR亦为多极化、多工作模式雷达系统。我国也将在未来的几年内，发射自行研制的L波段雷达卫星。由此可见，国际上星载雷达正在向新的方向发展，它们将为数字地球的发展提供丰富的数据源。

多参数(多频段、多极化和多视角)

SAR技术发展的一个最重要的趋势就是充分利用地物电磁特性，地物电磁特性与电磁波的频率、极化和入射角有着密切的关系，因此利用不同频率、不同极化以及不同入射角的电磁波对地物进行观测，能够得到更加丰富的地物信息。

干涉技术的SAR

SAR干涉技术已经成为SAR技术发展的重要领域。它解决了SAR对地物第三维信息(高程信息或速度信息)的提取。干涉SAR有以下3种形式：(1)单道干涉，将双天线刚性安装在一个飞行平台上，在一次飞行中完成干涉测量，又称为空间基线方式；(2)双道干涉，属于单天线结构，分时进行二次测量，要求二次飞行轨道相互平行，又称为时间基线方式；(3)差分干涉，在航迹正交向安装双天线的单道干涉与第3个测量相结合，测量微小起伏和移位的干涉。

聚束 SAR

SAR有多种成像体制，主要是带状成像(Strip map)和聚束成像(Spotlight)两种。带状SAR的天线波束与飞行航迹成固定交角，随着载体的移动，在地面形成条状的连续观测带，适于大面积观测。聚束SAR则不同，它的天线波束在合成孔径时间内始终凝视着照射区域，实现小区域成像。聚束SAR比带状SAR具有较高的分辨能力。此外，大多数目标的散射特性随观测角剧烈地改变，由于聚束SAR在宽观测角范围内成像，因而获得的图像信息比带状SAR更加丰富。聚束SAR与带状SAR是两种优势互补的体制。

SAR 卫星星座

许多应用部门希望卫星能缩短对某一特定地区的重复观测周期，获得高时间分辨率的动态信息。解决这个问题，除了采用较小的轨道倾角增加中、低纬度地区的覆盖密度以缩短重复周期外，还可以组织卫星观测的国际合作，例如SIR-C与X-SAR的联合飞行，今后还将组织SIR-C/X-SAR与ERS/Envisat或Radarsat的SAR编队飞行。然而只有积极研制对地观测小型卫星星座，才是解决动态侦察的最有效办要技术困难是：既要保证侦察技术性能，又要降低其重量和功耗，还要有足够的测轨与姿态控制精度，以保证侦察数据的质量。

小卫星编队组网

由若干颗微小卫星组成一定形状的飞行轨迹，以分布方式构成一颗“虚拟卫星”。这是小卫星向更快、更省、更好的方向发展，也是当前正在为小卫星开拓的另一个崭新的应用领域。编队飞行的军事应用是最早受到关注的领域之一。一方面，组成编队飞行的卫星可以实现对地观测，获取地面目标信息；另一方面，多颗卫星的协同工作，可以实现更多的功能，例如立体成像，可以为军事需求提供服务。由若干颗微小卫星编队飞行，组成一个具有立体侦察的虚拟大卫星，可以较低的成本、较高的可靠性和生存能力替代相同功能的单颗卫星，最大限度地发挥微小卫星的特点和优势。

编队飞行卫星星座

虽然编队飞行扩展了单颗卫星的功能，提高了单颗卫星的性能，但编队飞行中卫星的密集分布，其覆盖依然是非连续的；如果要实现连续覆盖，则由编队飞行组成卫星星座，即编队飞行卫星星座。在传统的卫星星座中，组成星座的单元为单颗卫星；而在编队飞行卫星星座中，组成星座的单元为飞行编队。编队飞行可以实现立体成像功能，由飞行编队组成的卫星星座则可以实现对某个区域的连续立体成像。