微波輻射計(jì)是一種被動(dòng)遙感器,其優(yōu)點(diǎn)是由于沒有發(fā)射件,系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,功耗小,而且從機(jī)理來看,很多應(yīng)用中成為重要探測(cè)手段。但通常的輻射計(jì)空間分辨率受到天線尺寸和頻率的限制,其分辨率比較低,在一些應(yīng)用中受到限制。為適應(yīng)用戶的需求,科技人員研究出了不同的提高分辨率的方法,而孔徑綜合是十分有效的方法。目前,國際上已掌握此項(xiàng)技術(shù)的國家有美國、丹麥等國家,而我國在“863”計(jì)劃的支持下,也已突破了這一技術(shù),獲得了很好的圖像,其分辨率明顯高于通常輻射計(jì)。
4.1.3、全極化信息獲取技術(shù)
迄今為止的遙感主要指電磁譜段從可見、紅外到射頻譜段的技術(shù)而言。從目標(biāo)信息載體考慮,主要是以譜段(頻率)、幅度信息為主而進(jìn)行的。自20世紀(jì)80年代以來,人們注意到相位和極化信息的提取,特別在微波遙感中逐步發(fā)展“全極化”信息的提取成為可能。我國也從十多年前開始,特別是在近五年加強(qiáng)了全極化信息提取的研究及技術(shù)實(shí)現(xiàn)工作,已在“863”計(jì)劃及其他預(yù)研計(jì)劃的支持下,取得良好的進(jìn)展,在全極化輻射計(jì)、全極化散射計(jì)及全極化雷達(dá)方面有了明顯的進(jìn)展。
4.1.4、 亞毫米波段遙感技術(shù)研究
隨著全電磁波理論及技術(shù)和相關(guān)器件的發(fā)展,利用亞毫米技術(shù)進(jìn)行遙感成為可能,其工作頻率已高于600GHz。我國計(jì)劃將在風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星上搭載亞毫米輻射計(jì),目前正在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)方案的預(yù)研工作。
4.1.5、分布式空間系統(tǒng)、編隊(duì)飛行技術(shù)
分布式空間系統(tǒng)、編隊(duì)飛行是隨著微小衛(wèi)星技術(shù)及相關(guān)航天微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的前沿技術(shù)。20世紀(jì)90年代,美國在新盛事計(jì)劃中明確提出要發(fā)展編隊(duì)飛行技術(shù),并作為未來中長期航天科技發(fā)展的重要領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)以來,該項(xiàng)技術(shù)已成為對(duì)地觀測(cè)、深空探測(cè)、空間安全、通信、天基信息網(wǎng)等技術(shù)的基礎(chǔ)性前沿技術(shù),正在大力發(fā)展。我國也在上世紀(jì)90年代末開始研究這一技術(shù)。2003年8月以這一技術(shù)為主題召開了第206次香山學(xué)術(shù)研討會(huì)議,交流成果,提出今后的研究方向及推進(jìn)方法,促進(jìn)了我國這一技術(shù)的研究。目前有一些研究院校正在立題研究,如中科院分布式空間系統(tǒng)、編隊(duì)飛行技術(shù)研究組,國家“973”項(xiàng)目分布式合成孔徑雷達(dá)研究組等進(jìn)行了很有成效的工作。
4.2、若干前沿技術(shù)
在上述若干預(yù)研工作的同時(shí),提出今后應(yīng)重視的前沿技術(shù):
(1)在技術(shù)層面上有如下幾項(xiàng):
①不斷發(fā)展新的遙感機(jī)理和新的強(qiáng)功能遙感器研究,包括:編隊(duì)飛行及組網(wǎng)等分布式空間系統(tǒng);空間虛擬平臺(tái),虛擬天線,虛擬遙感器,短基線,超長基線干涉等空間虛擬探測(cè)技術(shù);
②全電磁波信息提取技術(shù)研究,包括:全極化輻射測(cè)量,全極化散射測(cè)量,技術(shù);全電磁波綜合探測(cè)技術(shù)研究;提高空間分辨率及時(shí)間分辨率全極化雷達(dá)技術(shù)及全極化遙感器的定標(biāo)和真實(shí)性檢驗(yàn);
③發(fā)展強(qiáng)功能、先進(jìn)信號(hào)處理方法的研究,包括:星上自主處理,針對(duì)分布式系統(tǒng)的處理,地面和空間移動(dòng)目標(biāo)探測(cè),在軌目標(biāo)識(shí)別、捕獲、跟蹤技術(shù),軟件無線電技術(shù)及信息融合處理技術(shù)等。
(2)在基礎(chǔ)研究層面上應(yīng)重視以下問題,包括:加強(qiáng)目標(biāo)特性及電磁波與介質(zhì)相互作用研究;開展空間微波背景研究;開辟更高頻率研究及星載系統(tǒng)微小型、低功耗化的研究。
5、當(dāng)前我國微波遙感發(fā)展中若干問題探討
我國微波遙感研究已有30多年的歷史,經(jīng)過這一時(shí)期的研究與發(fā)展,我國已基本掌握了信息獲取的基本技術(shù),航天微波遙感實(shí)現(xiàn)了零的突破,開展了一些前沿領(lǐng)域的預(yù)研,廣泛進(jìn)行了應(yīng)用研究并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全等方面取得了大量應(yīng)用成果,深入開展了相關(guān)基礎(chǔ)研究,微波遙感整體水平有了明顯的提高,這是主流。但是由于種種原因,我們現(xiàn)在仍需深入考慮一些問題,以使我國微波遙感得到全面發(fā)展。
5.1、全面認(rèn)識(shí)和配套發(fā)展技術(shù)。應(yīng)用及基礎(chǔ)理論研究工作
微波遙感是一個(gè)包括信息獲取、星上處理、傳輸、地面處理及應(yīng)用處理的全過程。從學(xué)科層面,包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)研究等方面。從基礎(chǔ)技術(shù)體系上考慮,包括微波輻射計(jì)、微波散射計(jì)、微波高度計(jì)、微波雷達(dá)(含合成孔徑雷達(dá))。但由于它們各自已形成獨(dú)立的遙感體系,應(yīng)用機(jī)理及應(yīng)用領(lǐng)域亦各不相同。我國遙感界不少人在有些問題上把合成孔徑雷達(dá)視同微波遙感的全部,這種認(rèn)識(shí)不利于微波遙感技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展。
5.2、關(guān)于成像和非成像信息的應(yīng)用問題
從遙感器的工作機(jī)理來說,可分為成像的和非成像的遙感器。當(dāng)然,經(jīng)可視化處理,所有的遙感器的信息都可以圖像形式表現(xiàn)。就迄今已發(fā)射的星載遙感器而言,非成像型遙感器居多數(shù),因此,要十分重視非成像模式的工作。從應(yīng)用角度看,成像和非成像信息各有不同的應(yīng)用范圍。而微波遙感從某種意義來說,是統(tǒng)計(jì)性信息,主要靠深層次信息的分析來進(jìn)行目標(biāo)特性研究,因此不應(yīng)只停留在“看圖識(shí)字”水平上。
5.3、關(guān)于空間分辨率問題
在很多應(yīng)用中獲取高分辨率是十分重要的,因此,設(shè)法提高空間分辨率是微波遙感的重要研究課題。但眾多應(yīng)用中并非都需要高的分辨率,而有些應(yīng)用中高分辨率反而是無益的。因此,應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用而科學(xué)地確定其分辨率。
5.4、關(guān)于更多地提取遙感數(shù)據(jù)中深層次的信息問題
由于遙感機(jī)理及數(shù)據(jù)的特殊,在直觀的信息中,有時(shí)難以認(rèn)識(shí)遙感對(duì)象的主要內(nèi)容。目前在遙感應(yīng)用中,信息浪費(fèi)現(xiàn)象不少見,因此要十分重視數(shù)據(jù)處理方法及相關(guān)建模、仿真等研究工作。美國Seasat-A衛(wèi)星發(fā)射至今已有26年,但很多研究中仍在處理其數(shù)據(jù),并開發(fā)出了很多重要的處理方法和遙感機(jī)理研究。我國多模態(tài)微波遙感數(shù)據(jù)也是越處理越取得更好的結(jié)果,“向處理要更好更多的信息”已成為遙感中的重要課題。