[发明专利]干涉成像高度计与激光雷达双星伴飞海洋观测方法及系统

说明书

本申请涉及一种干涉成像高度计与激光雷达双星伴飞海洋观测方法及系统，其中，海洋观测方法包括：观测步骤，用于通过在同一工作轨道伴飞的第一卫星和第二卫星在工作轨道对海洋现象进行观测，其中，第一卫星通过搭载干涉成像高度计进行海面高度观测，第二卫星通过搭载海洋剖面激光雷达进行大气和海洋剖面观测；数据处理与传输步骤，用于通过第一卫星接收第二卫星发送的大气和海洋剖面观测数据，并与第一卫星的海面高度观测数据一起发送至地面站，地面站分别对海面高度观测数据以及大气和海洋剖面观测数据进行处理以获得观测结果。通过本申请，解决了在低成本、低风险的前提下，实现海洋宽刈幅、亚中尺度观测以及对海洋近温跃层的遥感探测的问题。

技术领域

本申请涉及海洋遥感卫星观测技术领域，特别是涉及干涉成像高度计与激光雷达双星伴飞海洋观测方法及系统。

背景技术

目前，在人类海洋活动日益频繁、空间技术飞速发展、信息技术突飞猛进的全球背景下，海洋卫星领域正处于深刻变革的关键时期，卫星遥感技术的发展正逐步由关注载荷指标的先进性转向为追求解决科学问题的有效性。面向当前海洋科学迫切需求，世界海洋强国纷纷谋划发展以高分辨率动力成像和大功率垂直穿透载荷为代表的新一代海洋三维动力高分遥感技术，以实现全海域、全天候、高时空分辨的三维遥感探测目标。

然而，海洋遥感采用的常规卫星载荷，在观测海面时不能进行宽刈幅观测，无法获取亚中尺度海洋现象的精细化动力过程，同时，只能观测到海面以下几十米的深度，不能实现海洋近温跃层时空结构的遥感探测。

因而，如何在低成本、低风险的前提下，实现对海洋的宽刈幅和亚中尺度观测，并实现对海洋近温跃层的遥感探测，是当前急需解决的一项技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种干涉成像高度计与激光雷达双星伴飞海洋观测方法及系统，以至少解决在低成本、低风险的前提下，实现海洋宽刈幅、亚中尺度观测以及对海洋近温跃层的遥感探测的问题。

本申请一方面提供了一种干涉成像高度计与激光雷达双星伴飞海洋观测方法，包括如下步骤：

观测步骤，用于通过在同一工作轨道伴飞的第一卫星和第二卫星在所述工作轨道对海洋现象进行观测，其中，所述第一卫星通过搭载干涉成像高度计进行海面高度观测，所述第二卫星通过搭载海洋剖面激光雷达进行大气和海洋剖面观测；

数据传输步骤，用于通过所述第一卫星接收所述第二卫星发送的大气和海洋剖面观测数据，并与所述第一卫星的海面高度观测数据一起发送至地面站，所述地面站分别对所述海面高度观测数据以及所述大气和海洋剖面观测数据进行处理，对应得到海面高度观测结果以及大气和海洋剖面观测结果。

在其中一些实施例中，所述工作轨道为太阳同步轨道，轨道高度为400-600km。

在其中一些实施例中，所述观测步骤中包括海面高度观测步骤，通过所述干涉成像高度计发射Ka波段电磁波，接收并采集所述Ka波段电磁波经大气传输后被海面反射的回波信号，以获得所述海面高度观测数据。

在其中一些实施例中，在所述海面高度观测步骤中，所述干涉成像高度计通过发射天线发射所述电磁波，并通过接收天线接收所述回波信号；其中，所述接收天线为数字多波束相控阵天线。

在其中一些实施例中，所述发射天线俯仰向分为两个发射子阵，两个所述发射子阵分别位于所述第一卫星星下点的左右两侧，以在星下点左右两侧同时观测；所述接收天线为两个，两个所述接收天线分别位于所述第一卫星左基线和右基线的末端。

在其中一些实施例中，所述海面高度观测步骤中，还包括通过星上SAR实时处理技术对所述海面高度观测数据进行初步处理以降低单位时间内的数据量。