天宫二号干涉成像雷达高度计的基线倾角反演

天宫二号干涉成像雷达高度计是国际上第一个采用小入射角和短基线干涉测量技术实现宽刈幅海面高度测量的高度计。利用其在拓展试验中获取的星下点干涉回波进行干涉相位处理,进而根据几何关系对干涉基线的倾角进行了反演,并将反演结果与平台测量的横滚角进行了对比以验证利用干涉相位进行干涉基线倾角测量的技术。天宫二号平台姿态是相对于地心来进行控制的,而从干涉回波反演出的基线倾角是相对于地表的。由于地球是一个椭球体,因此反演得到的基线倾角与平台测量的横滚角两者之间存在一个与轨道有关的系统偏差,经校正后得到了符合预期的结果:两者测量的横滚角变化趋势以及标准差均相符合。

干涉成像雷达高度计数据处理系统

介绍干涉成像雷达高度计的数据处理系统以及其在首次机载飞行实验中的应用结果。成像雷达高度计数据处理系统是建立在IDL(InteractiveDataLanguage)软件编程平台上。利用该数据处理系统 ,这次实验在获得双天线二维复图像的基础上 ,在国内首次获得单轨双天线的干涉相位图像 。

天宫二号3D成像微波高度计取得重大成果

随着2月20日新一轮对地观测周期的结束,天宫二号3D成像高度计已在轨运行888天。迄今为止,天宫二号高度计已经获得大量重点海区和典型陆地区域的观测数据。初步研究表明,其对较大湖泊水位高度变化的监测能力强于在轨的雷达高度计。由于对水体高度敏感,天宫二号高度计展现了对海岸带的独特观测能力。

天宫二号对地观测应用研究进展

天宫二号空间实验室在轨运行两年多的时间内,对地表、海洋和临近空间大气进行探测,获取了大批高质量遥感数据。针对天宫二号遥感数据的应用研究进展,总结了天宫二号3个对地观测载荷的主要应用技术指标,分析了所获取的多载荷遥感数据在国土资源、海洋及海岸带应用、湖泊监测、农业应用、生态环境和大气环境探测等多个领域的应用研究成果;对天宫二号遥感数据进一步扩大应用研究范围、数据定量化应用、多源遥感数据融合应用与智能化分析等进行了展望。

2016~2017年天宫二号空间实验室对地观测数据产品集

天宫二号空间实验室于2016年9月15日成功发射,主要搭载3个对地观测载荷——宽波段成像仪、三维成像微波高度计及多波段紫外临边成像光谱仪。目前天宫二号运行稳定,本数据集存储了2016年9月至今经过预处理后的天宫二号的对地观测数据产品。这些存档的数据产品通过载人航天空间应用数据推广服务平台(http://www.msadc.cn)面向国内外应用与研究组织、机构和团体进行分发共享服务。本数据集中的数据产品在发布前经过质量筛选和确认,数据产品质量良好,可在大气、海洋与陆地的中大尺度地物目标监测中发挥重要作用,可开展土地覆盖分类、生态环境评价、海岸线变化监测、海洋动力环境监测、内陆水体水质监测、冰川及地形监测、中上层大气状态与扰动监测和臭氧预报等方面的研究与应用。

星载干涉成像高度计在轨干涉处理方法研究

干涉成像高度计是一种新体制雷达高度计,可以获得宽刈幅、高分辨率和高精度的海面高程信息。但其在轨工作原始数据量巨大,无法全部下传,而且传统用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据压缩的块自适应量化算法(Block Adaptive Quantization,BAQ)会显著增加干涉成像高度计的测高误差,且数据压缩比较低。因此,在保证海面高程测量精度的前提下,大幅压缩原始数据量的在轨处理算法研究具有重要意义。基于干涉成像高度计海洋观测区域的工作时序和干涉处理方法,提出了两项改进算法:①提出一种基于目标位置估计的图像配准和去平地效应方法,相比基于轨道参数的配准和去平地效应方法,大幅降低了运算量,同时可以去除由于小角度入射导致的快速变化的平地条纹;②针对干涉成像高度计在小入射角时地距分辨率变化剧烈的情况,提出了一种插值平均的多视方法,能够降低均匀窗口多视引入的测高误差。利用天宫二号三维成像微波高度计获得的海面数据验证该方法的可行性和对测高精度的影响,实验结果表明:当在轨分辨率为300 m×300 m时,该方法数据压缩比为46.99;当地面产品分辨率为5 km×5 km时,在轨处理算法引入的相位误差标准差小于0.0049°,测高误差标准差小于0.26 cm,相对于BAQ算法,该方法具有数据压缩比高、测高误差小的优势,更适合于未来新一代宽刈幅干涉成像高度计在轨数据处理。

天宫二号InIRA数据系统延迟改正估算方法

高精度和高空间分辨率的宽刈幅3维成像微波高度计(InIRA)在探测海洋和陆地水文变化等方面具有广阔的应用前景。然而,在湖泊水位监测应用中,由于InIRA传感器的系统延迟偏差,导致水位反演出现米级偏差。为此,针对InIRA的数据特性,本文提出了一种以Cryosat-2数据为基准的InIRA系统延迟改正估算方法,该方法在一定区域内可获取较为可靠的系统延迟改正量。利用该方法,在研究区内获取了4.6287 m的系统延迟改正,将该系统延迟改正加入后反演青海湖水位的精度为0.3327 m,表明了系统延迟改正的可靠性,也体现了InIRA数据在湖泊水位反演方面的潜力。

新一代海洋科学卫星的思考与展望

卫星遥感技术因其在海洋科学发展中的重要地位,已成为各国海洋研究的重要方向。本文以已实施的卫星计划为切入点,阐明了海洋科学卫星对海洋科学发展的重大推动作用,指出海洋遥感已进入科学卫星时代。针对当前海洋亚中尺度和近温跃层遥感观测的科学前沿需求,介绍了目前国际上正在实施的新一代科学卫星计划。重点围绕新一代海洋科学卫星的两大代表性载荷——干涉成像高度计和海洋激光雷达,回顾了测高技术和激光雷达技术的发展历程,展望了这两大载荷在亚中尺度海洋学、海洋跃层动力学和大数据海洋学领域的未来潜在应用,对中国海洋科学卫星未来的发展提供有益借鉴。