面向海表盐度和温度遥感的微波辐射计研究综述

微波辐射计能够探测获取全天候、高时空分辨率、高灵敏度海表盐度和温度,在全球海洋科学研究中的作用越来越显著。文章总结了国内外现有在轨及在研载荷的技术特点。通过对比载荷的性能参数,分析了实孔径体制和综合孔径体制在探测幅宽、空间分辨率、探测精度及系统可实现性等方面的优缺点及需要解决的技术难点。通过分析,空间分辨率将显著影响微波辐射计实孔径体制或综合孔径体制的选择。此外,对比现有在轨载荷实际性能,采用综合孔径体制的灵敏度较差,实孔径圆锥扫描体制次之,采用实孔径推扫体制最好。最后,针对载荷现有技术能力,对未来用于海表盐度和温度探测的微波辐射计发展方向提出了建议。     

基于能力分析的天基资源虚拟化方法的设计与实现

随着小卫星技术以及卫星组网技术的飞速发展,天基资源的规模呈爆发式增长,依赖多种类卫星节点提供的卫星能力,完成多星协同的复杂空间任务,向普通大众用户提供可用的、即时的卫星信息服务,成为未来发展的趋势。针对多类异构卫星,提出一种面向用户的应用层天基资源能力虚拟化方法。分析了即时观测信息服务的用户需求及天基资源的属性特征,综合时间、空间、能源、存储等约束条件,将天基资源按照时空逻辑,分层抽象虚拟化成面向用户的服务能力,建立了适用于大规模异构卫星、统一标准的应用层天基资源虚拟化方法,并设计了计算模型。选取具有代表性的卫星平台、载荷等,针对在轨实时虚拟化的需求,设计并实现了在轨虚拟化算法。试验证明,算法时效性可以满足星上实时计算要求。     

我国极轨气象卫星的发展

介绍了我国极轨气象卫星的现况。提出了由风云三号(FY-3)上午星、下午星和降水测量卫星组成的我国极轨气象卫星对地观测网构想,给出了三种卫星的主要仪器性能指标。讨论了多载荷综合观测,利用微波波段实现全天候探测,提高光谱分辨率,提高空间分辨率,提高仪器的灵敏度、定标精度,发展无线电(GPS)掩星探测,以及发展主动遥感等极轨气象卫星发展趋势。对我国极轨气象卫星的发展给出了气象卫星向对地综合观测发展、遥感探测技术向"四高两全一多"发展、探测方式向主动与被动结合方向发展、遥感应用向高精度定量化发展、发展专用卫星或小卫星阵列等建议。分析了转动部件与太阳阵耦合抑制、高指向精度高稳定度姿态控制、高数据率数据传输、颤振对高光谱成像质量的影响分析及减振、主动微波及可见、红外、紫外谱段高精度地面及在轨定标等实现我国极轨气象卫星发展的关键技术。     

星上智能信息处理技术发展趋势分析与若干思考

星上智能信息处理的主要任务是接收天基探测载荷数据,并在星上完成数据压缩、复杂海空环境下高价值目标的发现、识别与跟踪等工作,达到降低下传数据率、支持天基广域探测与全自主即时态势感知等目的。文章回顾了美国、德国等航天强国光学卫星的星上信息处理技术的发展现状,梳理总结了该技术的发展思路与关键指标。在此基础上,结合星上信息处理技术的应用现状,着重从天基光学探测应用需求出发,提出星上智能信息处理关键技术与能力的发展建议,为推进未来海空目标多源探测与信息融合处理技术创新与持续发展提供支撑。     

静止轨道高分辨率光学成像卫星发展概况

近年来,随着光学载荷成像技术和卫星姿态控制技术的发展,出现了在地球静止轨道实现几百至几米分辨率光学成像卫星的相关研究,此类卫星运行在地球静止轨道上,可长期驻留于固定区域上空,具有实时任务规划与响应能力,在灵活的任务编排、实时动态监测、多任务适应的工作模式等方面具有低轨卫星不可比拟的优势,能够实现"同时具有高空间分辨率和高时间分辨率"的天基光学遥感能力。文章调研了世界各国静止轨道高分辨率光学成像卫星的发展现状,进一步分析了适合静止轨道成像的新型成像技术及静止轨道高分辨率光学成像卫星载荷与平台一体化设计技术的发展趋势,并在此基础提出了中国发展静止轨道高分辨率光学成像卫星的启示和建议。     

高分辨率遥感卫星系统工业企业应用的思考

<正>我国高分辨率遥感卫星系统是利用可见光、红外、微波等探测手段,具备高空间分辨率、高时间分辨率、多光谱/高光谱、高精度等探测能力的多种类型卫星构成的天基系统。该系统已形成了较完善的对地观测体系,并在数据获取、处理、分发、标校、应用和卫星测控、运管等方面突破了系列关键技术,取得了大批成果。提升“高分”系统的服务能力,将其应用延拓到各行业领域、各地方区域和大众经济社会活动各层面是我国“高分”重大专项的重要任务,同时强化与通信、导航卫星系统的融合应用,是以高分辨率对地观测数据应用为内涵的空间信息产业加速发展,更好地服务于数字中国深化建设和数字经济创新发展的战略抓手。     

静止轨道实孔径微波载荷卫星构型方案研究

静止轨道实孔径微波载荷可实现全天时、全天候、高频次云雨大气观测，是台风、流域性强降水等致灾天气预报的重要手段。由于技术难度和研制经费等原因，世界上尚无在轨应用的先例。针对实孔径微波载荷系统集成度高、机械尺寸和跨距大，以及静止轨道卫星需要携带大容量燃料贮箱的问题，从准光学系统内嵌卫星平台、三贮箱平铺和天线统筹布局等3个总体系统层面，提出实孔径微波载荷与平台一体化构型，并研制了卫星结构星和载荷工程样机。通过地面试验验证了该构型方案，为静止轨道微波探测卫星研制打下了坚实的基础，也可为后续卫星提供借鉴。     

基于卫星观测数据的地球重力场探测技术发展趋势分析

分析研究了公开发布的全球重力场模型,根据已有真实卫星数据的重力场反演结果,依次分析了激光地球动力学卫星、重力卫星和测高卫星用于地球重力场探测的特点和局限性,并针对上述缺点和局限性,进一步介绍和分析了当前出现的可用于地球重力探测的新型载荷,如激光测距仪、原子干涉绝对重力梯度仪、干涉SAR高度计等,以及新载荷可能产生的探测效益。以上研究可为地球重力场探测技术未来的发展提供参考。     

天基VDES载荷技术研究

卫星VDES是一项正在发展中的技术,国内外都在积极参与和推动天基VDES系统的建设。对天基VDES载荷技术进行了研究,介绍了VDES的系统原理,对卫星环境下VDES载荷面临的特殊问题进行了分析,提出了天基VDES载荷的初步设想。     

基于激光高速通信信号的精密测量方法与性能分析

随着天基定位、导航、授时（Position，Navigation and Time，PNT）系统和天地一体化信息网络的建设，利用星间链路实现高速通信和高精度测量，构建天基信息网络和维持天基时空基准，对星间链路的发展提出了更高的要求。激光波束窄，方向性好，抗干扰能力强，可以实现更高的信息传输和更高的测量分辨率。通过激光星间链路的通信测量一体化设计，实现通信与测量功能的高度融合，共用相同的物理信道和信号设计，将会极大地提升系统性能，降低系统复杂性，从而实现载荷的小型化设计，这已成为星间链路的发展趋势。针对通信与测距一体化的需求，文章设计了基于高速通信信号的激光测量通信一体化方案，并对测量性能进行了理论分析；采用激光测量验证系统，对理论分析进行了验证。实验表明，在1Gbit/s的通信速率下，星间测量精度优于1mm，相比于目前微波星间链路测量，精度提升了30倍。     

数据融合技术在海洋二号卫星数据中的应用

海洋二号（HY-2）卫星搭载的微波散射计和扫描微波辐射计一天沿轨数据不能完全覆盖全球海域,文章提出了基于数据融合技术的解决方法。该方法以HY-2卫星获取的海面风场和海面温度场作为数据源,分别利用最优插值算法和时空权重插值法对HY-一2卫星微波辐射计和散射计获取的海面温度场和海面风场数据进行数据融合,在不降低分辨率的基础上,使得一天对全球海域的覆盖率从90％提高到100％。此融合方法可应用于HY-2卫星数据业务化系统中。     

基于改进二维分形海面模型的分层海面电磁散射分析

用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射。由改进的二维分形海面模型模拟实际的分层海面,导出了平面波入射时的散射系数计算公式。通过数值计算获得了不同散射角的HH极化双站散射系数,并讨论了中间介质介电常数与厚度、摩擦风速和入射波频率对双站散射系数的影响,得到改进的二维分形分层海面散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。结果表明：散射系数近似具有＂量子化＂特征。     

星载相控阵GNSS-R测高系统设计与实验

星载GNSS-R测高系统采用多波束相控阵天线和干涉互相关处理方式,接收北斗导航卫星和GPS导航卫星发射的L波段导航直射信号与海面反射信号,进行海面高度探测。详细介绍GNSS-R测高系统设计与实现、集成和外场试验等,外场试验不仅验证了相控阵GNSS-R测高系统功能,更重要的是验证了核心软件算法的正确性。GNSS-R测高系统适用于中尺度海洋现象的观测,可在时间和空间尺度上扩展雷达高度计的观测能力,并与之相互补充,有利于对复杂海面的中尺度结构进行较高时间分辨率的观测。GNSS-R测高仪为星载高精度海面高度探测提供了新型载荷。     

海洋环境中基于小波变换的弱信号检测新方法

海洋环境中弱信号的谱与海杂波的谱相混叠,目标和背景的位置差异很小,经典的频域或空域处理对海杂波中弱信号的检测难以奏效。鉴于小波变换在提取弱信号方面具有独到的优势,提出了一种海洋环境中基于小波变换的弱信号检测方法。利用雷达采集的真实海杂波数据,在不同信杂比的条件下,研究了该方法与经典频域法在信号检测中的差别。通过实验分析,与经典方法相比,当信杂比达到-14.7dB时,仍能很好地对信号进行检测。     

SMOS与Aquarius卫星海表盐度测量方法及数据的对比分析

国际上发射的海表盐度遥感卫星主要有2颗:欧洲的SMOS和美国的Aquarius卫星,为给后续海表盐度遥感提供参考借鉴,对比分析了这2颗卫星的遥感器载荷、数据处理算法和盐度数据。遥感器载荷方面,SMOS采用L波段二维综合孔径辐射计,而Aquarius采用L波段实孔径辐射计加散射计;数据处理算法方面,分析了二者在介电常数模型、海面粗糙度校正以及反演算法方面的差异;盐度数据方面,分析了SMOS与Aquarius盐度数据之间的相关程度,并分别与ISAS(In Situ Analysis System)浮标盐度数据作对比,分析了2颗卫星的盐度数据精度。将2颗卫星的盐度遥感数据与ISAS浮标盐度数据对比发现,在全球范围内,Aquarius盐度测量精度优于SMOS;但在开阔海域,SMOS盐度测量精度优于Aquarius;而在近海岸区域,均出现较大的误差,且SMOS数据误差更大。     

速度聚束调制对顺轨干涉SAR浅海地形成像的影响研究

通过理论推导,证明了顺轨干涉SAR对海洋成像时同普通SAR一样,存在速度聚束调制。速度聚束调制使得顺轨SAR对海洋成像时产生一种非线性映射关系,这种非线性映射关系与径向流场的方位向梯度变化以及平台到目标的斜距与平台运动速度的比值(R/V)有关。以方位向存在一定坡度的浅海地形为例,分析了速度聚束调制对顺轨干涉SAR浅海地形成像的影响。仿真结果分析表明：当径向流场在方位向上存在梯度变化时,根据梯度变化的大小和方向的不同,会使浅海地形特征在顺轨干涉SAR相位图像上产生压缩、拉伸甚至混叠等失真,且R/V越大失真越严重。     

超低空导弹引信抗海杂波干扰的信号提取方法

由于超低空导弹工作在海杂波背景下,其引信的信号检测易受干扰。传统的信号处理方法效果不佳,而小波变换有多分辨分析的特性,可以有效滤除杂波带来的噪声,然后根据回波信号频率,辨别真假目标。基于雷达引信实测数据进行仿真,实验结果表明,该方法能够有效滤除大部分噪声信号,从而提高超低空导弹作战能力。     

海背景下末制导雷达对抗手段现状与研究方向

对海上复杂战场环境的现状和未来发展趋势进行简要叙述,从电子对抗的角度分析了末制导雷达对抗的研究现状,并针对国内外主流电子干扰手段研究存在的差距,提出了末制导技术的研究方向,以及实现工程化亟需解决的关键技术.     

多层铜布线CMP工艺的优化研究

集成电路多层铜布线平坦化中,CMP工艺参数的配置是决定抛光表面状态和平坦化程度的重要因素。本文研究了碱性介质下铜CMP机理,深入分析了CMP系统中影响抛光表面状态的诸多工艺因素。在此基础上设计了多层铜布线CMP工艺的优化实验,有效地解决了划伤,蚀坑等表面缺陷问题,实验测定表面粗糙度数据较为理想,获得了良好的实验效果。     

舰船及其海面背景SAR成像模拟研究综述

舰船及其海面背景SAR成像模拟是发展海洋遥感的重要途径。针对舰船及其海面背景不同于陆地目标的特性,从SAR成像模拟的方法及优缺点出发,对其研究现状进行了综述。介绍了舰船隐身的主要技术途径,并对今后进一步的研究方向进行展望。