天基雷达是用来干嘛的？

天基雷达可以对地面进行成像和高程测量，对空中和地面的运动目标进行检测以及对洋流进行观测等。此外，它还可以提高军备控制核查效果。广西善图科技有限公司

1、地面成像

军事测绘源于对地形的研究与利用，是从测绘与使用地图开始的。军用地图向来是官兵认识战场和制定作战计划的重要工具。据报道，在海湾战争中一共使用了3500万张地图。军用和民用两个方面的需求都希望能够得到高分辨率的、全球范围内的地图。如此巨大的工作量依靠人力测绘是难以完成的。雷达是光学系统的必要补充，合成孔径雷达成像侦察卫星采用了主动发射电磁波和接收目标发射电磁回波的工作方式，所以不像光学照相、光电成像和电视遥感系统那样受气象条件的制约，而能够“穿云拨雾”地昼夜工作。1988年，由美国发射的代号为“长曲棍球”的雷达成像军事侦察卫星的分辨率小于1m，能侦察到地面上像人那样大小的物体。 

2、高程测量

传统的合成孔径雷达（SAR）只能对地面进行二维成像。干涉合成孔径雷达（InSAR）是SAR功能的延伸和发展，它利用多个接收天线或单个天线多次观测得到的回波数据，可以对地面的高程进行估计，进而得到地面的数字高度模型。通常将单航过方式的两部天线或双航过方式的两个航迹之间的距离称为基线。为了得到高的观测精度，要求基线长度最好能达到几百米。星载雷达是唯一能够获得长基线的体制。欧空局发射的普通SAR雷达卫星ERS-1和ERS-2得到了大量的地球表面数据，人们利用双航过方式处理得到了许多地形数据，建立了大量的数字高度模型。为了克服双航过方式的局限，对原来的SIR-C/X-SAR系统进行了改进，在“奋进”号航天飞机上加装了一部接收天线作两路干涉处理。为了获得较长的基线，制成了60m长的碳纤维复合材料长臂，并把其中一部接收天线安装在长臂的一端。机载雷达的高程测量精度已达到5m（德国的E—SAR）。由于可以获得较长的基线，天基雷达的高程测量精度已达到1m。

3、运动目标检测

运动目标的检测是军用雷达的一项重要功能，按照其检测的对象可以分为空中目标检测和地面目标检测。空中目标是高速目标，地面运动目标则属于低速目标，由于其速度小，多普勒频率和地面固定物体接近，因而检测难度更大。美国在冷战结束后对星载监视雷达对运动目标检测方面提出的要求是：能够检测700×700k㎡范围内的空中目标以及200×200k㎡范围内的地面目标；对空中目标，要求检测的最小雷达截面积小于1㎡，最小可检测速度为30m/s；对地面目标，要求检测的最小雷达截面积小于5㎡，最小可检测速度为2m/s；对空中目标的再次观测时间间隔为10s数量级，对地面目标的再次观测时间间隔为60s数量级；同时能够完成3m分辨率的地面成像。

4、洋流观测

占地球表面71%的海洋无时不处于非惯性、大尺度的低频运动中。通过常规的海洋调查方法难于掌握海洋现象的总体规律，光学遥感也有很大的局限性。天基雷达不仅可以测量海洋的涌动、内波、大洋水团边界以及海气相互作用形成的峰面，而且最主要的是它可以测量海平面的高度起伏和洋流的速度和方向。海洋观测对于许多领域的基础研究，以及民用领域和气象预报等都会发挥重要的作用。 

5、地壳变化和大陆漂移

差分干涉合成孔径雷达是成像技术的进一步发展，利用差分干涉相位测量技术能够检测到地球表面的微小变化，其精度可以达到厘米级。美国、欧洲、日本和加拿大的很多科研机构都开展这方面的研究，并制定了发展计划。

6、军备控制核查

天基雷达可以提高军备控制核查的效果。在前苏联与美国签署的军备控制条约中，缔约国必须提供条约所限制的装备的数量和部署信息，允许进行空中核查并可以进行现场核查。但条约中又限制了核查次数和核查地点，因此还要尽可能通过空中和现场核查之外的手段获取更多的信息。此外，在对方未公开的地方找出需要核查的地点也是很重要的。光学探测器的分辨率虽高，但不能透过云层，也不能在夜间工作。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物，可用于军备控制条约的核查和对危机的监视。此外，对弹道导弹的防御也是天基雷达的一个重要用途。

7、搜集电子与通信情报

通过GMTI提供的有关车辆通行与部队调动的数据，还能了解相关的军事活动。宽带天基雷达可在无源雷达工作状态下工作，可获取相同波段全球地面、海面与空基雷达的信息，并对它们进行定位。

8、平台和轨道

天基雷达的平台就是卫星、航天飞机和空间站。这些平台通常围绕地球旋转，其上的雷达独立工作，将探测到的信息传回地面。为了获得高精度的地面数字高度模型，以及对运动目标进行检测，往往需要多天线的雷达系统。双天线雷达系统可以采用3种结构：单星方式、双星方式和系留天线。单星方式指两个天线安装在同一个卫星平台上；双星方式是两个卫星各自携带一个天线而伴随飞行；系留结构指一个天线安装在卫星上，另一个天线用绳索和电缆连接悬浮在卫星旁边几十米至几百米的位置。除了传统的平台和雷达以外，特别值得注意的是，国外的科研机构还提出了一种全新的概念，称为分布式雷达体制。

采用小卫星星座作为雷达平台的体制，称为分布式星载雷达。小卫星星座平台可以安装多个小天线和多个接收机，通过各卫星的协同工作完成探测任务。显然，由于天线在空间的分布，就为需要有较长基线实现精确测高和测速的SAR干涉仪提供了方便。小卫星天线的尺寸通常在2m～4m的量级，采用较小的天线发射和接收信号可以获得较高的方位分辨率和较大的一次成像面积，但必须解决方位和多普勒模糊的问题。小卫星之间的距离一般为100m至几Km，一个星座内由3个至几十颗小卫星构成。一个星座相当于一个大卫星，几十个星座同时工作（需要几百颗或上千颗小卫星）可以实现全球覆盖。但由于小卫星制造和发射费用小，可以批量生产，一箭多星发射，其总的费用并不会很高。由于具有广泛的优点，这种体制已经成为一种发展趋势。

9、高轨道预警平台

主要是同步静止轨道卫星和大椭圆轨道卫星。同步静止轨道卫星（36000km）可以对特定区域进行24小时完全覆盖。三颗该卫星可实现全球中低纬地区24小时无缝隙覆盖：大椭圆轨道卫星的飞行时间为l2小时，能够覆盖北纬高纬度地区，可弥补同步卫星观察区域的局限性。在该平台上主要以光学探测尤其是中短波红外探测为主．主要探测对象为火箭、弹道导弹和航天器主动飞行的发射段。

10、中低轨预警平台

中低轨道卫星平台雷达探测具有地面分辨率高、信噪比高，可实现目标的精确的位置、速度和加速度信息。但其空域覆盖和时域连续性观测都受到较大限制，可以通过多颗卫星组网解决，从而实现对全球或敏感地区的24小时无缝隙覆盖。形成对目标的立体观测，对弹道导弹目标主动段、自由段和再入段实现全程观测，有力支持战术导弹防御。同时可对各种空间飞行器、反卫星武器以及空间垃圾进行探测和监视。