以科学研究和国土防御为主的太空对地观测日渐风靡。由此获取的数据和信息，特别是SAR图像，越来越多的用于各种重要用途，如食品行业、自然资源业、保险公司、政府机构等。

为此，一些成像质量更高的SAR成像系统被研制出来，以满足太空对地观测的需求。这些SAR系统能够获取更为精细的地球图像，且传输速率更快、更加可靠，同时不受时间和天气条件的影响。

RADARSAT-2是加拿大低轨(LEO)星载地球观测SAR系统。2007年12月发射升空，继承了1995年11月发射的RADARSAT-1卫星(2013年3月停止运行，大大超出设计寿命)任务。

与RADARSAT-1卫星一样，RADARSAT-2卫星携带一个C波段(中心频率5.3 GHz) 的SAR成像雷达。RADARSAT系统具备全球覆盖能力，重点对海洋、冰川、灾害、环境、资源等进行监测管理，绘制两极区域地图。

成像模式

标准模式，成像宽度100km，成像分辨率25m；优化模式，成像宽度50km，成像分辨率10m；扫描模式，成像宽度500km，成像分辨率100m。在此基础上，加拿大计划发射RADARSAT星座。

系统参数

TerraSAR-X是德国地球观测卫星，搭载了一部x波段(中心频率9.65 GHz)的合成孔径雷达。具有多种工作模式，可获取不同宽度、分辨率和极化方式的SAR图像，用于各类科研和商业用途。

TerraSAR-X雷达系统具备1m、3m和18.5 m三种图像分辨率。高分辨率模式以特定区域为观测目标，低分辨率模式则主要针对大区域成像。雷达极化方式可快速切换。

该卫星位于地球近极轨道，轨道高度约514km。它采用了一副5米长的有源阵列天线，通过电控方式在垂直于卫星飞行方向的20到60°范围内进行波束扫描。

相比于传统固定天线波束，点扫控制使得雷达能够从更加灵活地观测地面目标。TerraSAR-X 2008年1月7日开始运行。

TerraSAR-X的工作模式

1. 聚束式：成像区域10×10km，分辨率1m-2m；

2. 条带式：30公里宽的条带，分辨率3m-6m；

3. 扫描SAR：100公里宽的条带，分辨率16m；

若在轨道上放置两部固定间距的雷达天线，则根据两部天线测量出的对地距离差，可计算出测量点相对参考平面的标高。大量三维数据点便组成了地面数据高程模型(DEM)。

两部天线对地距离差由回波到达时间差获得，二者后向散射回波信号的相位差则可以获得高精度的高程值。这种技术被称为雷达干涉测量。 

TerraSAR-X的系统参数

COSMO-SkyMed是意大利空间地球观测系统。由意大利航天局和国防部研制及运行，为军民两用系统。其产品和服务被广泛用于风险管理、科学研究、商业应用以及国防情报领域。

该系统由4颗低轨中型卫星组成，每颗卫星搭载x波段高分辨率合成孔径雷达(SAR)，根据不同图像尺寸和分辨率需求，具备多种观测模式。

1. 聚束式：米级分辨率图像。

2. 两种条带式：分别由两种不同的极化方式获得米级分辨率。

3. 两种ScanSAR模式：获取中等分辨率(100米)的大范围图像。 

利用四颗在轨卫星中的两颗卫星对地面同一点位置进行联合观测，可以得到地面三维SAR图像。

聚束模式：在聚束式工作模式下，雷达对某一场景的观测时间比标准条带式更长，从而增加了天线合成孔径，提高了方位分辨率。COSMO-SkyMed雷达还有一种增强聚束模式，通过天线电子扫描，使波束中心位于成像中心之外，从而实现成像中心的扩散。图7给出了该模式下对南非开普敦体育场的成像结果。

条带式：当卫星平台移动时，天线在地球表面扫过一条轨迹。理论上，SAR雷达可以再其工作周期(约600秒)内扫过任意方位向距离。最大可扫过约4500公里的距离。

条带式有两种不同的实现方式，一种是“Himage”，另一种是“PingPong”。

在Himage模式下，雷达发射/接收配置固定不变，从而接收到地面散射点的整个多普勒带宽信号。方位向波束扫过的宽度为40公里，对应的数据采集时间为6.5秒。

在PingPong模式下，雷达利用条带映射方式进行成像，成像过程不同的极化方式交替切换(VV、HH、HV和VH)。在此模式下，仅有部分方位向的合成孔径用于成像，因此方位向分辨率有所降低。方位向波束扫过的宽度为30公里，对应的数据采集为5.0秒。

ScanSAR模式：该模式成像范围大，但空间分辨率较低。因在不同的相邻子区域内进行周期性扫描而得名。同样，其方位向分辨率相对聚束式有所降低，通过将一组条带图像拼接为一幅大的图像。ScanSAR模式有两种不同的实现方式，一种是“WideRegion”，另一种是“HugeRegion”。

在WideRegion模式下，图像被分成三个相邻的子区域，其在距离和方位角方向上分别覆盖约100公里，对应的观测时间约为15.0秒。在HugeRegion模式下，图像被分成六个相邻的子区域，其在距离和方位角方向上分别覆盖约200公里，对应的观测时间约为30秒。

原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）