美国的宇载雷达遥感试验及未来计划

雷达遥感是一种有源微波遥感技术。它包括合成孔径雷达(SAR),雷达散射计、雷达高度计及地基有源微波频谱仪等。美国的雷达遥感计划始于1966年。目的主要是利用宇载、机载和地基(包括车载)的雷达设备,研究地球和其它行星表面的微波频率响应特性。SAR用于军事侦察与测绘、地质、地理、水文、海洋和农业等部门的遥感测量;高度计用于海洋地貌和海洋大地水准面的测量;散射计用于海洋表面风场和海流的测量;宽带的有源微波频谱仪主要用于地物散射特性曲线的测量。     

宇载合成孔径雷达技术与发展趋向

一、发展概况合成孔径雷达(SAR)是一种用途广泛、同时又是有广阔发展前景的有源微波侦察与遥感系统。它是五十年代初发展出来的一种“合成孔径”变型的侧视雷达。 1973年,美国开始研究宇载SAR系统。1975年正式开始实行海洋卫星(SEASAT)计划。1977年8月美国宇航局又批准了航天飞机成象雷达(SIR-A)计划。这两个计划的实施,促成了1978年6月海洋卫星-A、1981年11月SIR-A的成功飞行试验。由这两个空间SAR系统取得的各种地     

基于帧频的星载SAR系统视频成像能力分析

视频合成孔径雷达(video synthetic aperture radar, ViSAR)作为一种微波遥感体制能以摄像式模式对重点区域的时敏目标展开持续性的动态监视，已经受到越来越广泛的关注，但针对视频SAR系统的视频成像能力的分析还不够深入。首先建立了视频SAR回波信号模型，并结合给定的星载SAR系统参数，提出了一种基于帧频的适合分析星载SAR系统视频成像能力的模型，并基于X波段和Ka波段雷达参数对系统进行了仿真分析。研究表明，在形成相同帧率的SAR视频时，SAR系统频率越高，越容易形成独立帧率的SAR视频；在形成相同方位分辨率帧图像的SAR视频时，中心斜视角越大，所需的孔径交叠率越大。研究成果可为星载SAR系统设计提供理论分析支撑。     

天基视频SAR系统设计及成像算法研究

视频合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar,SAR）作为一种新型微波遥感体制,能够实现对热点区域动态目标的持续监视,目前对视频SAR的研究主要集中在机载平台的视频SAR系统,未对天基视频SAR系统设计及成像算法展开深入研究。文章设计了一种基于双站模式的天基视频SAR系统,其中以静止轨道SAR卫星作为发射源,并利用低轨SAR卫星接收目标区域的回波信号。研究了视频SAR成像性能与各主要工程参数间的关系,并提出一种适用于天基视频SAR的成像算法,该算法能够有效解决双站天基视频SAR成像中大斜视角应用与数据重叠等问题,成像结果正确反映了运动目标的散焦、移位现象,同时静止目标取得了良好的聚焦效果。     

遥感器中的锁相转速控制

空间遥感器图像对地球要有一定的覆盖率,而且应有较高的地面景物分辨力。地面景物分辨力是衡量遥感器性能的重要指标。由于卫星的飞行将使地面景物在像片上的影像产生像移,所以必须进行精确的像移补偿,才能提高遥感器的地面景物分辨能力。设计了一个起动快、功耗小、抗干扰能力强、精度为0.1%的锁相环,它可以满足低轨道、地面景物分辨力为5m 的遥感器的使用要求。     

空间扫描

美国“空间跟踪与监视系统”通过两项关键地面系统试验最终地面段验收试验在“空间跟踪与监视系统”(STSS)地面操控中心完成。在过去的2年半内,诺格公司已研发与试验了支持STSS航天器遥测、跟踪及指挥和任务数据处理的地面系统,并交付至STSS系统试验和运行小组。这种地面系统能够将地面操作硬件和软件运用在STSS航天器和有效载荷的临界风险降低试验、STSS地面操作和维修程序的研发和验证,以及STSS地面操作人员的训练和认证过程中。最终STSS运行就绪验证持续了72h,成功演示了地面系统硬件和软件操作。STSS演示卫星将于2008年从…     

平飞模式机载双基地SAR动目标检测方法

提出了一种平飞模式机载双基地SAR地面慢速运动目标检测和参数估计方法.考虑到双基地SAR系统的特点,采用分数阶傅里叶变换(FrFT,Fractional Fourier Transform)技术对动目标进行聚焦,以提高动目标的信杂比.同时结合多通道杂波抑制干涉技术,进一步抑制地杂波并实现动目标参数的精确估计.从双基地SAR的空间几何模型和回波信号入手,推导了杂波对消时收发雷达载机所需满足的飞行条件和慢动目标参数估计的方法.最后通过计算机仿真,验证了该算法的有效性.     

星载SAR图像方位角计算及其对风速反演影响评估

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是海洋常规观测的重要技术手段,然而在其数据处理和关键物理参数反演中,SAR图像方位角SAR海面风速的反演精度。对此,根据SAR图像方位角的定义,结合空间卫星坐标系转换关系推导了?_IMG,并进一步提出了基于SAR图像地面控制点的?_IMG计算方法。通过对比分析2016年全球近70万景哨兵一号卫星波模式SAR图像,量化了?_IMG与?_SAT的系统偏差,发现该偏差与雷达入射角和轨道方向紧密相关。选用五次多项式拟合该偏差随纬度的变化规律,同时发现将卫星飞行方向角近似等于SAR图像方位角会引起海面风场反演误差,该误差空间分布不均,且升轨降轨有所差异,风速误差最大可达±0.5 m·s^–1。研究结果表明,?_IMG的正确计算和使用对于SAR地球科学研究具有重要意义,本文提出的?_IMG计算方法对其他SAR卫星系列也具有实际参考价值。     

第五届全国微波遥感技术研讨会

<正>第五届微波遥感技术研讨会将于2017年10月11—15日在云南省普洱市召开。该研讨会是由中国空间科学学会空间遥感专业委员会和IEEE地球科学与遥感学会北京分会(IEEE GRSS Beijing Chapter)主办的系列学术会议。会议主要面向微波遥感,特别是空间微波遥感技术与应用,旨在为中国开展微波遥感技术与应用研究的科研院所、高等院校以及海洋、气象、环境等应用部门的科研人员提供一个学术与技术交流平台。会议主题包括:星载微波遥感技术的最新发展,微波遥感的新概念和新技术,雷达遥感技术,被动     

星载雷达测高计系统频率流程和指标分配

精密雷达测高计是海洋有源微波遥感中一种效益高、用途广的星载有效负荷,是全球海洋研究具有关键意义的全天候观测工具。在精密确定大地水准面的条件下,其结果对海洋学、测地学、深海测量、潮汐、冰、风、浪等的研究和发展都是十分有用的。文章仅限于研究该系统的频率流程和主要部件(和分系统)的指标分配。     

空间机械臂地面仿真与测试系统设计

摘要： 根据某型号搭载的七自由度空间机械臂的测试任务,设计一套空间机械臂地面仿真与测试系统.该系统可以完成两方面的功能：一是利用空间机械臂模拟器进行半物理仿真,对空间机械臂控制线路盒的电接口和控制软件功能进行测试;二是采用吊丝卸载装置对空间机械臂真实产品进行全物理试验,对在轨任务进行地面演示验证.利用所设计的测试系统已经完成了某型号空间机械臂的地面测试与演示验证任务,目前该型号已经发射成功,空间机械臂已经成功完成在轨试验.所设计的空间机械臂地面仿真与测试系统具有较好的通用性和扩展性,可以应用于其他空间机械臂产品的地面测试.     

航天员出舱活动地面试验系统设计与实现

为了完成航天员的出舱活动任务,必须建设可以验证航天员出舱活动适应性的地面试验设备。文章描述了航天员出舱活动地面试验设备的系统构成、性能指标以及实现方法,给出了航天员出舱活动试验过程的实际过程曲线。试验结果表明:该地面试验设备可以满足航天员出舱活动试验任务的要求,拓宽了空间环境地面试验的领域范围,提升了空间环境地面模拟的能力,并为后续有人参与的空间环境地面试验提供了能力保证。     

面向综合环境监测的星载SAR技术发展

针对中国微波遥感对地观测在信息维度、反演精度、观测效率和体系架构等方面存在的问题,基于国家重点研发计划“星载新体制SAR综合环境监测技术”的研究内容与成果,探讨了面向综合环境监测的若干未来星载SAR技术发展。在超大幅宽成像方面,提出分段渐变重频时序设计方案和基于最优线性无偏估计的低过采样变重频数据处理算法,实现了跨盲区大幅宽星载SAR成像;在宽幅星载SAR高灵敏度成像方面,提出中频数字波束合成高效星上实时处理架构和加权因子快速生成算法,采用16通道机载飞行试验数据验证,图像信噪比提升约112dB;在多极化星载SAR成像方面,分别提出一种简缩极化分解算法及混合全极化方位模糊抑制方法,在P/L波段机载飞行试验中得到验证;在高精度干涉SAR技术方面,提出基于改进相位补偿方案的层析SAR处理方法,利用P波段全极化层析SAR数据验证,获得优于0.9m的森林高度反演精度;在综合环境监测星座架构设计方面,针对广域地表高程、地表形变、海浪谱能量、洋流速度和生物量应用,完成品质因数达100的高分宽幅SAR卫星方案,其观测效能和观测维度较目前在轨SAR卫星有大幅提升。     

单通道SAR实现ATI动目标检测的新方法

研究了采用单通道合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)多视沿航迹向干涉(ATI,Along Track Interferometry)实现地面慢速运动目标指示的检测方法.分析了该方法所需的步骤,即利用重叠或不重叠的窗构造子视,对子视分别成像,相位误差校正并求干涉.关于其中起关键作用的相位误差校正步骤,提出了利用信号子空间投影进行相位配准的补偿方法.借助该鲁棒的自适应方法可以从某种程度上解决子图像间的去相关问题,降低相位随机性的影响,从2幅子视图像的干涉相位图上敏锐地检测到运动目标.通过仿真实验,验证了该方法可以有效地从强杂波中检测动目标,为单通道SAR实现地面运动目标指示(GMTI,Ground Moving Target Indication)、扩展已有SAR系统功能提供可靠的途径.      

中国科学院微波遥感技术重点实验室

正中国科学院微波遥感技术重点实验室的发展可追溯至开创中国人造卫星事业的581电子学组。20世纪70年代,在姜景山院士的带领下,该电子学组率先开展微波遥感技术研究。2009年1月成立中国科学院重点实验室,其是中国定量微波遥感有效载荷与信息技术领域唯一的重点实验室。一、总体定位、发展目标及研究方向定位和发展目标:面向国家对微波遥感的重大应用需求和地球与空间前沿科学研究对微波遥感的     

星载被动微波遥感技术及其应用进展

星载被动微波遥感是指利用高灵敏度接收机通过接收场景和目标的自然微波辐射来提取目标信息的一种遥感手段。被动微波遥感又称微波辐射计遥感。人类利用微波辐射计从空间进行对地遥感已有50多年的历史。目前,星载微波辐射计已经成为气象和海洋卫星的主载荷,在数值天气预报、海洋环境监测和全球变化研究中发挥着越来越重要的作用。本文分析了国内外星载被动微波遥感技术与应用进展,以及被动微波遥感技术发展趋势及其关键技术问题,针对中国星载被动微波遥感的定量化应用,在数据与数据处理流程,算法标准化、亮温和反演参数的定标/检验标准化等方面提出了一些思考和建议,以期望被动微波遥感数据被越来越广泛地得到应用,最大限度地提升星载地球被动微波遥感技术的应用效能。     

星载SAR图像斑点抑制与质量评估系统

结合星载合成孔径雷达(SAR)单视图像斑点噪声抑制技术与质量评估,并基于为科学数据可视化及数学分析提供完备计算环境的IDL(Interactive Data Language)语言,完成了在IDL环境下开发的SAR图像斑点抑制与质量评估系统,获得了高空间分辨率和高辐射分辨率的星载SAR图像.      

日ETS—7的交会对接试验与机器人试验

日本的技术试验卫星－７（ＥＴＳ－７）拟于１９９７年夏天发射至轨道。该卫星将具有交会对接（ＲＶＤ）试验和机器人（ＲＢＴ）试验这些新的技术试验的特点。两项试验均需在地面进行，但因用于试验的仪器是按照空间微重力环境下动作而设计的，所以到地面１Ｇ环境下使仪器工作是非常困难的。因此，为做好这两项地面试验，在筑波空间中心，专门研制了“ＲＶＤ实验系统开发试验设备”和“ＲＢＴ实验系统开发试验设备”，以便通过运动模拟器完成地面试验。其试验概况如下：１．ＲＶＤ实验系统开发试验在ＲＶＤ实验时，使追踪卫星与靶卫星分离，…     

高分辨率多模式星载SAR系统设计方法

针对当前星载合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)朝高分辨率、多模式方向快速发展的趋势,兼顾星载SAR系统多种工作模式的特点,总结星载SAR系统的星地一体化指标体系;在此基础上提出了高分辨率、多模式星载SAR系统星地一体化设计方法,给出了系统星地一体化设计流程,对雷达天线参数设计、雷达系统参数设计、雷达发射功率选择进行重点分析;以国外高分辨率、多模式星载SAR系统为例,以其总体技术指标及轨道参数为依据,设计了系统的中央电子设备参数、天线参数及波位参数,并分析了系统的性能,从而对所提出的设计方法进行了验证.该方法克服了现有方法的局限性,为高分辨率、多模式星载SAR系统研制提供了技术支撑.     

光学太阳反射器的性能评价试验规范

航天器在地面待发射期间和空间实际飞行过程中，热控元件光学太阳反射器要遇到各种地面和空间环境，为了航天器的可靠和长寿命，必须对所制备的ＯＳＲ涂层进行各种地面和空间环境试验并对其各项性能检验与考核，该文就这一系列试验的目的和规范进行了讨论。