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,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:
2、美国
2.1 SEASAT (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 倾斜角:108 o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 轨道 频率 波长 极化 分辨率 入射角(视角) 测绘带 带宽 数据处理方式 PRF 脉宽 天线类型 天线尺寸 天线增益 天线方位向波束宽度 天线距离向波束宽度 峰值功率 波束操控方式 收发方式 STC范围 目的及应用 方位向:25米(4视) 20o(固定) 100公里 19MHz 光学 1463~1640Hz 33.4us 微带天线 10.74米32.16米 35dB 1.73o 6.2o 1000w 固定 集中收发 9dB 海洋研究 高度:800公里 1.275GHz(L波段) 0.235米 HH 距离向:25米 SEASAT-1卫星系统参数
SEASAT雷达图像