天基穿冰雷达系统:机遇与挑战

极地冰盖特殊的热交换属性和庞大的含水量,使其成为全球气候变化的“指示器”和“放大器”。由于特殊的地理位置及严峻的气候环境,目前对极地冰盖的立体探测及认识仍旧匮乏。穿冰雷达具备强穿透性和高精度测距能力,成为冰盖立体层析探测的最佳选择,促进了极地科学的快速发展。受制于低频电磁波跨冰冻圈层传播的复杂性和雷达作用距离的大幅增加,迄今为止,利用天基平台实现穿冰探测依然是对地遥感的空白领域。该文针对天基穿冰雷达系统的科学需求和面临的特殊问题展开讨论,分析了天基穿冰系统面临的3大问题:传输衰减、积雪杂波干扰和垂直航迹向分辨率恶化;结合现有研究成果和技术发展趋势,分析了利用微小卫星平台进行分布式编队实现天基穿冰探测的可行性,论证了分布式穿冰雷达关键指标,指出了天基穿冰雷达未来发展亟需解决的关键技术难题,探索实现百米空间分辨率、季节尺度重访的天基穿冰雷达实施方案。