海洋二号A卫星雷达高度计、校正辐射计在轨运行十周年

海洋二号A卫星(HY-2A)是中国第一颗海洋动力环境卫星,于2011年8月16日在太原卫星发射中心成功发射,在海洋动力环境测量、防灾减灾、海洋资源开发、海洋科学研究等领域中发挥了重要作用. HY-2卫星的主载荷包括雷达高度计和校正辐射计两个分系统,由中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验室研制.雷达高度计主要用于测量海面高度、有效波高和海面风速,其数据在海洋地球物理学、海洋动力学、海洋气候与环境、海冰监测等领域广泛应用并发挥了重要作用.校正微波辐射计是为雷达高度计提供大气湿对流层路径延迟校正的微波辐射计,可以提供海面大气水气含量、液水含量和湿对流层路径延迟数据.雷达高度计和校正辐射计自201 1年9月1日开机工作以来,已经在轨运行十周年,远超HY-2A卫星在轨运行三年的设计寿命,目前仍在正常工作.     

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。     

空间遥感地球生态

影响地球生态有诸多因素,例如大气中二氧化碳含量增加,引起地球气温上升;甲基睾酮气体破坏同温层中臭氧层;酸雨引起森林生态和河湖的环境变化;而海洋上的温度、降雨、风及洋流则直接影响地球气候。由于海水吸收电磁波,所以从空间遥感只能观测海水表层,将海水表层的观测结果与实地取样分析综合起来,可推断海洋内部大规模的活动。海面风和海水表面起伏程度关系很大。用具有斜向观测的雷达散射计可测出海面风的风速和风力,用雷达高度计,能以二三厘米的精度测出海面波浪高度。如果确立针对潮汐振动的校正和卫星跟踪技术,可以用太     

欧洲冷星-2发射升空

欧洲航天局(ESA)于2010年4月8日用"第聂伯"火箭发射了冷星-2(Cryosat-2)。Cryosat是欧洲地球探测者计划中的一项任务,主要采用雷达高度计测量地球陆地和海洋冰盖厚度变化,尤其是对极地冰层和海洋浮冰进行精确监测,研究全球变暖对其造成的影响。2005年10月,Cryosat-1因火箭故障而发射失败。     

日利用卫星捕捉黑潮干流

日利用卫星捕捉黑潮干流日本气象厅气象研究所海洋研究部全贺野连的第２研究室，利用美法合作ＴＯＰＥＸ／Ｐｏｓｅｉｄｏｎ海面地形试验卫星上搭载的微波高度计数据，开发出能实时大区域连续捕捉海流的技术，最近确认捕捉黑潮干流获得成功。这是自１９９２年以来利用科学...     

基于QZSS L1信号的岸基GNSS-R码延迟海面测高

为了探究GNSS L1波段中信号不同调制方式的GNSS-R码相位延迟海面的测高性能，开展了双天线岸基GNSS-R海面测高实验，收集了采样率为40 MHz的原始中频数据。利用自主开发的GNSS-R测高软件接收机和反演软件对实验数据进行了处理分析，同时获得了基于QZSS L1C/A码和L1C码的GNSS-R海面测高结果，并分别与岸基同步观测的雷达高度计的测高值进行对比，以对反演结果进行精度评定。实验结果表明:基于QZSS L1C/A码和L1C码的海面测高精度最优可达0.63 m和0.4 m，L1C码的延迟GNSS-R测高精度明显高于L1C/A码。此外，GNSS-R测高精度会随着卫星高度角的增加而有所增加。      

“地表水和海洋地形”卫星进展

<正>2022年12月16日,美国国家航空航天局(NASA)发射“地表水和海洋地形”(SWOT)卫星,开启了陆海统筹和地表水高分辨率三维观测新纪元。该卫星综合当前测高卫星的技术基础,在载荷设备、测高技术功能和测高精度等方面具有较大的提升,同时将实现更高空间和时间分辨率的结合,在内陆河流湖泊三维测量方面具有独特优势,并将持续扩展海洋高度测量数据。本文评述了SWOT任务目标以及系统构成,分析了应用前景,对国内相关卫星规划和应用具有一定参考价值。     

国外星载雷达高度计的发展和展望

70年代以来,星载雷达高度计在世界范围内得到了迅速的发展。文章讨论了星载雷达高度计的原理和特点,并且介绍了星载雷达高度计的重要意义、发展历史和背景以及它的发展状况。最后展望了星载雷达高度计的发展趋势。     

一种基于北斗三号系统的GNSS-R海面干涉测高技术

GNSS-R干涉测高技术可用于中尺度海面高度观测,具有空间分辨率高、测量精度高等优势。与传统的GNSS-R本地码测高技术相比,GNSS-R干涉测高技术可以有效提升高度测量精度。虽然GNSS-R干涉测高技术已有一些研究,但是基于北斗三号的干涉测高应用还很少。本文根据GNSS-R干涉测高技术优势,针对北斗三号系统在干涉测高技术上的应用,研发了支持北斗三号的GNSS-R干涉测高接收机并描述了整体架构及实现。利用所研发的接收机进行水面干涉测高试验,首次获取了北斗三号B1和B2干涉测高波形,与传统GPS L1和北斗B1本地码测高波形进行对比。对两种方法计算出的水面高度进行对比,结果显示北斗三号干涉测高精度明显优于GPS L1和北斗B1传统本地码测高精度。      

英国利用卫星遥感数据勘探石油和监测农作物

英国国家遥感中心（ＮＲＳＣ）──欧洲最大的商业性卫星数据提供机构，现在利用ＳＰＯＴ卫星、“陆地卫星”（Ｌａｎｄｓａｔ）和“欧洲遥感卫星”（ＥＲＳ）数据，向其用户，主要是欧空局和欧洲联盟提供大量有关石油勘探、农作物监测、环境监测等方面的卫星遥感资料。ＮＲＳＣ将利用ＥＲＳ的雷达数据帮助石油地质学家们勘探新的地球石油资源。ＮＲＳＣ将对从ＥＲＳ雷达高度计发回的信息进行解译，以判断海洋地况受海平面以下数千米的磁场的影响是如何发生变化的，这一变化可以为分析地下地质情况和可能存在的石油资源提供线索。据欧空局管…     

海洋二号卫星微波散射计自然扩展目标在轨定标

海洋二号卫星微波散射计(HY-2 Scatterometer, HY-2 SCAT)是一种旋转扫描笔形波束散射计, 能够对同一观测面元提供4次方位角和入射角的观测组合, 并通过地球物理模型反演海面风场. 为达到设计的风场反演精度, 要求其系统定标精度达到0.5dB. 利用不同区域自然扩展目标对HY-2 SCAT进行在轨外定标, 并与OSCAT散射计在同时期内的测量结果进行了对比. 定标结果显示可以消除因散射计天线指向偏差带来的方位向测量误差. 针对HY-2 SCAT方位向测量偏差进行了误差分析, 利用仿真方法以及海洋二号卫星雷达高度计同期测量数据的反演结果进行比对, 验证了误差来源.     

主动雷达导引头多路径效应的数字仿真

对于平整和起伏的地面或海面,分别给出了一种基于多反射点复杂目标的多路径回波的时域复包络波形数字仿真模型.采用随机分形插值算法利用地形实测数据对复杂的起伏地面和海面进行三维地形建模.对不同粗糙度地面上的低空目标的多路径回波进行了仿真计算,并使用主动雷达导引头数字仿真模型进行了多路径干扰环境下对低空目标的跟踪实验.仿真实验表明,多路径效应对雷达跟踪低空目标会产生较大的误差.     

基于分层介质模型的HF雷达高度计火星回波仿真研究

火星次表层中的水探测是当前深空探测领域中的热门问题之一. 高频(HF)雷达高度计具有较强的穿透能力, 且能同时实现距离和功率测量, 是火星次表层探测的重要手段. 介绍了高频雷达高度计系统的原理和设计, 通过分析高度计电磁脉冲与多层光滑介质之间的相互作用, 得出其回波功 率随时间变化的模型, 并考虑了表面粗糙度对表面回波功率的影响. 选用典型的火星分层介质模型, 对其介电常数特性和高度计回波波形 进行了仿真. 仿真结果表明, 采用高频雷达高度计系统可实现对火星次表 层介电特性垂直廓线的反演, 对火星中水的识别具有重要 作用.     

航天简讯

用海洋卫墨照片绘制出全球海底地势图美航宇局喷气推进实验室的两名专家,利用1978年仅工作了90天的第一颗海洋卫星拍摄的海洋照片,绘制出一幅世界三大洋的海底地势图。这是世界上第一幅全球海底图,它将为人们提供新的海底资料。卫星照片呈现出海洋卫星高度计测量的海面高度,测点达5,000万个(修订了10个)。经计算机处理后,消除了卫星运动和大气的影响,这就有助于人们了解海底的构造特征(每0.5度相当于50—500公里的宽度)。海底地势图包括海水深度和地势,因而,根据海面形状可以判断重力与海底的关     

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。     

空间合成孔径雷达发展简况

合成孔径雷达(SAR)的研究始于50年代,作为产生高空间分辨率表面图象的专用主动微波系统,于60年代投入使用。合成孔径雷达在海洋观测方面的用途已被“海洋卫星”所证明,航天飞机成象雷达(SIR)在合成孔径雷达的研究方面也取得了较好的成果。海洋卫星合成孔径雷达是第一台用于海洋观测的SAR。海洋卫星于1978年发射,星上雷达系统由平面阵列天线、发射和接收遥感器、模拟数据线路、数据格式编排器、     

机载GNSS海洋反射信号的建模与仿真

由于全球导航卫星系统反射(GNSS-R)机载试验耗费大和重复性差,需研制GNSS-R信号模拟器,但没有相应的反射信号模型。提出了一种基于数据拟合的机载GNSS海洋反射信号建模方法。首先,对复杂的GNSS海面反射信号进行近似简化。然后利用ZV模型生成的时延相关功率曲线,通过最小二乘拟合和非线性拟合,建立了多条等时延间隔的海洋反射信号功率衰减模型,从而得到机载GNSS海洋反射信号的时延、功率、多普勒频率参数。最后,对多条反射信号的合路信号进行相关的仿真验证。验证的结果表明模拟的14条反射信号的相关功率曲线与ZV模型理论曲线的相关系数优于0.99,能够有效地用于GNSS海洋反射信号的生成。该方法可根据海面风场、浪高、波高等海面信息,模拟不同海况的海洋反射信号,为GNSS-R信号模拟器的研制奠定基础。     

美海军定于今夏发射一颗专用廉价卫星

去年10月,美国海军的测地卫星(GEOSAT)开始发生故障,首先是星上纪录能力丧失,从此研究人员再也没有接收到卫星的测量数据。接着在今年1月5日,星上高度计又出了毛病,至今卫星一直处于不工作状态。鉴于此种情况,美国海军决定于今夏发射一颗小型专用廉价卫星——SALT卫星,为战术和气候研究人员提供海洋数据。几年来,美国海军一直是研制小型、廉价卫星的支持者。SALT卫星将使用海军子午仪计划剩余的最后一枚侦察兵火箭,于今夏在范登堡     

海洋二号B星、C星开始研制

<正>近日,海洋二号B星、C星研制工作全面启动。据悉,为确保海洋动力环境探测业务的连续、稳定开展,并进一步提升应用效能,具备中尺度海洋现象的监测能力,国家海洋局与有关方面联合共同提出建设海洋动力环境监测网并组织开展论证。海洋动力环境监测网已被纳入到国家空间基础设施的规划中。该网由一颗极轨卫星和两颗倾斜轨道卫星组成对海洋动力环境进行探测,三星组网后能够提高全球雷达高度计地面轨迹的网格密度和重点     

法美第一个空间合作的海洋观测卫星计划

法美正在准备的第一个空间合作的海洋卫星计划是由美航宇局喷气推进实验室的Topex计划和法国国家空间研究中心的Poseidon计划相结合的产物,简称法美“Topex-Poseidon”合作计划。目前,卫星的定义阶段研究由航宇局抓总,准备由美国费尔柴尔德、洛克韦尔和RCA三家公司竞争承包。Topex-Poseidon的实验仪器有:一台法国雷达高度计和美国导航星上的一台接收机;实验仪器有一台雷达高度计、一台微波