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世界星载世界星载 SAR 发展综述发展综述 2006 年年 12 月月 2 说明说明 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，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， 请请 E-mail 通知我：通知我：lifei@，不胜感谢！，不胜感谢！ 李李 飞飞 3 目目 录录 1、各国星载 SAR 发展概况3 2、美国5 2.1 SEASAT （海洋星） 5 2.2 SIR-A (Shuttle Imaging Radar-A).7 2.3 SIR-B (Shuttle Imaging Radar-B) .9 2.4 SIR-C/X-SAR (Shuttle Imaging Radar-C/X-SAR) .11 2.5 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission).14 2.6 Lacrosse (长曲棍球系列)19 2.7 Discover II (发现者 2).23 2.8 LightSAR.26 2.9 RADAR127 2.10 Magellan 28 2.11 Cassini28 3、欧空局29 3.1 ERS-1/ ERS-229 3.2 Envisat（ASAR）.30 3.3 Cosmo-Skymed（宇宙－地中海）33 3.4 TerraSAR-X.36 3.5 SAR-Lupe38 4、俄罗斯40 4.1 Almaz（钻石系列）.40 4.2 Arkon-243 4.3 Kondor-E43 5、加拿大44 5.1 RadarSAT-1.44 5.2 RadarSAT-II 46 6、日本48 6.1 JERS-1（Japan Earth Resources Satellite）.48 6.2 ALOS（PALSAR）50 7、以色列52 7.1 TECSAR52 8、印度53 8.1 RiSAT53 9、阿根廷55 9.1 SAOCOM 55 10、韩国57 10.1 ROK-SAR（Arirang V/ Kompsat-5）57 11、中国59 12、总结60 4 1、各国星载、各国星载 SAR 发展概况发展概况 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， 5 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 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： 6 2、美国、美国 2.1 SEASAT （海洋星）（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 5～10 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 SAR 1轨道倾斜角：108 º 7 高度：800 公里 2频率1.275GHz（L 波段） 3波长0.235 米 4极化HH 5分辨率 距离向：25 米 方位向：25 米（4 视） 6入射角（视角）20º（固定） 7测绘带100 公里 8带宽19MHz 9数据处理方式光学 10PRF1463~1640Hz 11脉宽33.4us 12天线类型微带天线 13天线尺寸10.74 米×2.16 米 14天线增益35dB 15天线方位向波束宽度1.73º 16天线距离向波束宽度6.2º 17峰值功率1000w 18波束操控方式固定 19收发方式集中收发 20STC 范围9dB 21目的及应用海洋研究 SEASAT-1SEASAT-1卫星系统参数卫星系统参数 SEASATSEASAT雷达图像雷达图像 8 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SIR－A 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-A 1轨道 倾斜角：38 º 高度：259 公里 2频率1.275GHz（L 波段） 3波长0.235 米 4极化HH 5分辨率 距离向：40 米 方位向：40 米（6 视） 6入射角（视角）47 º（固定） 7测绘带50 公里 8带宽6 MHz 9数据处理方式光学 10PRF1464~1824 11脉宽30.4 us 12天线类型Corporate feed 13天线尺寸9.4 米×2.16 米 14天线增益N/A 15天线方位向波束宽度N/A 16天线距离向波束宽度N/A 17波束操控方式固定 18收发方式集中收发 19峰值功率1000W 20目的及应用陆地地质研究 SIR-ASIR-A系统参数系统参数 9 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-B 1轨道 倾斜角：57 º 高度：225/272/352 公里 2频率1.282GHz（L 波段） 3波长0.235 米 4极化HH 5分辨率 距离向：17～58 米 方位向：25 米（4 视） 6入射角（视角）20 º～55 º 7测绘带10～60 公里 8带宽12MHz 9数据处理方式光学，数字 10PRF1464~1824 11脉宽30.4 us 12天线类型。