SAR卫星业务化地形测绘能力分析与展望

李 涛,唐新明,高小明,陈乾福,张 祥

自然资源部国土卫星遥感应用中心，北京 100048

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星使用微波波段进行对地观测，可提供广泛的业务化对地观测能力，在植被、农作物、海冰、湿地等资源监测监管方面，油膜等污染物监测方面，洪水火山等自然灾害方面，海洋、湖水、冰体等水资源监测方面，舰船监测方面均发挥着极为重要的作用，且取得了较为成功的业务化应用成果[1]。相比于前述各类以后向散射系数为主的应用来说，以精确的几何和相位测量为核心的地形测绘业务化应用受到了极大限制。SAR卫星的地形测绘能力是指卫星在常规模式下可完成的平面和高程的确定性测量能力。在进行业务化运行之前，卫星需完成精确的在轨测试，消除系统误差[2]。业务化运行过程中，一般不再进行额外的几何参数估计和修正，这对星上参数的稳定性、精确性提出了较高的要求。在极高精度的测绘应用过程中，地面系统还需要对各环境变量进行逐一修正，例如大气误差、绝对相位误差、地球动力学误差等。本文探讨的业务化地形测绘能力，主要包含平面定位能力和高程测量能力两类，其中平面定位能力是每颗SAR卫星均具备的基础能力。高程测量能力则不同，虽然大部分SAR卫星均可使用雷达干涉(interferometric SAR,InSAR)或立体测量手段完成部分地区的高程测量，但可业务化应用的卫星并不多，迄今为止国外民用SAR领域仅有航天飞机雷达地形测绘任务(shuttle radar topography mission,SRTM)以及TanDEM-X两个业务化高程测量任务。……