近日，國(guó)家海洋局第二海洋研究所、國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究人員在天宮二號(hào)高度計(jì)海面風(fēng)速反演方法研究中取得進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了海面風(fēng)速的高精度反演，研究成果最近在遙感領(lǐng)域期刊IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING上發(fā)表。

星載雷達(dá)高度計(jì)是一種能夠以厘米級(jí)的精度精確測(cè)量海平面高度的微波遙感器，是海洋動(dòng)力環(huán)境觀測(cè)的主要遙感器之一，其在海洋科學(xué)、海洋環(huán)境觀測(cè)和預(yù)報(bào)、全球氣候變化研究中發(fā)揮著不可替代的作用。

2016年9月15日22:04分，由中科院空間中心微波遙感技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的天宮二號(hào)三維成像微波高度計(jì)隨天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地發(fā)射升空，成為國(guó)際上第一個(gè)突破傳統(tǒng)星載高度計(jì)只能進(jìn)行星下點(diǎn)沿飛行方向一維線(xiàn)觀測(cè)、刈幅只有數(shù)公里的局限，單側(cè)幅寬達(dá)到數(shù)十公里、海平面高度相對(duì)測(cè)量精度達(dá)到厘米級(jí)、絕對(duì)測(cè)量精度達(dá)到分米級(jí)的寬刈幅雷達(dá)高度計(jì)(如果軌道高度800公里以上則能夠?qū)崿F(xiàn)單側(cè)100公里以上的觀測(cè)幅寬)。天宮二號(hào)高度計(jì)在實(shí)現(xiàn)寬刈幅海面測(cè)高的同時(shí)，可對(duì)海面三維形態(tài)以及海洋內(nèi)波進(jìn)行觀測(cè)，還可對(duì)海面風(fēng)速和海面有效波和波向進(jìn)行測(cè)量。天宮二號(hào)高度計(jì)以前所未有的1-8度視角從太空對(duì)地球海洋和陸地進(jìn)行雷達(dá)干涉成像觀測(cè)，以這一獨(dú)特的視角所獲取的觀測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)了許多獨(dú)特現(xiàn)象，例如對(duì)海面和陸表水體呈現(xiàn)強(qiáng)散射，有利于對(duì)地球水體的觀測(cè)，對(duì)沙漠的干涉觀測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出很好的相干性。

天宮二號(hào)高度計(jì)是繼美國(guó)NASA奮進(jìn)號(hào)航天干涉SAR(SRTM)試驗(yàn)(2000年)、歐空局測(cè)冰衛(wèi)星Cryosat-2(2010年)的SIRAL之后國(guó)際上第三個(gè)星載雙天線(xiàn)干涉雷達(dá)，同時(shí)也是迄今對(duì)地球進(jìn)行成像觀測(cè)的電磁波頻率高的雷達(dá)。

天宮二號(hào)高度計(jì)自2016年9月22日首次開(kāi)機(jī)以來(lái)，設(shè)備工作狀態(tài)良好，性能穩(wěn)定，先后經(jīng)歷了在軌測(cè)試階段和拓展試驗(yàn)階段。在軌測(cè)試結(jié)果表明所有工程指標(biāo)和儀器性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)任務(wù)要求，觀測(cè)刈幅超過(guò)了35公里，在沒(méi)有搭載用于濕大氣路徑時(shí)延校正的微波輻射計(jì)的條件下，利用大氣數(shù)值模型進(jìn)行路徑試驗(yàn)估計(jì)，使海平面相對(duì)測(cè)高精度達(dá)到8.2厘米，在定軌精度為分米量級(jí)的情況下絕對(duì)測(cè)高精度達(dá)到21厘米，海面風(fēng)速測(cè)量精度約1.65米/秒，波向測(cè)量精度優(yōu)于15度。

天宮二號(hào)高度計(jì)實(shí)現(xiàn)了多方面的技術(shù)突破和創(chuàng)新：

在總體技術(shù)方面，在國(guó)際上首次試驗(yàn)驗(yàn)證了采用小入射角和短基線(xiàn)干涉測(cè)量技術(shù)以及新型高度跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬刈幅海平面高度厘米級(jí)測(cè)量精度的工作機(jī)理，并在國(guó)際上首次獲得了三維海面形態(tài)觀測(cè)結(jié)果；在高相干雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真、研制技術(shù)以及高精度信號(hào)處理技術(shù)方面，雷達(dá)系統(tǒng)的干涉相位測(cè)量精度達(dá)到0.02度。所研制的高度跟蹤器和自動(dòng)增益控制算法實(shí)現(xiàn)了全球海陸觀測(cè)的自動(dòng)切換和自適應(yīng)跟蹤與控制。

在單項(xiàng)技術(shù)方面，在國(guó)際上首次星載應(yīng)用Ku 波段超過(guò)100W 大功率脈沖固態(tài)功放；憑借Ku 波段高增益波導(dǎo)縫隙陣天線(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一體化設(shè)計(jì)，加工和焊接的單體電尺寸達(dá)到國(guó)內(nèi)最大；推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了高保相成像算法、高精度定位算法以及高精度干涉基線(xiàn)校正方法等信號(hào)處理方法和算法。