1、前言

微波遙感是電磁波遙感的重要組成部分。由于其獨特的性能在遙感應用中發揮著越來越重要的作用，與可見光、紅外遙感技術共同成為社會、經濟、軍事及科學發展中不可或缺的航天科技領域。從信息獲取方式及機理分析，微波遙感主要包括4種基本型儀器：微波輻射計、微波散射計、微波高度計、合成孔徑雷達，其信息形式是成像和非成像，這是就其發展初期而言。經過40余年的發展和應用，根據不同的應用及載體形式，已派生出數十種不同功能的遙感器。而且，其信息載體已遠非原來的以幅度信息為主的數據，已發展出全電磁波參量作為信息載體的豐富的形式，因而大大擴大了其應用領域和功能。從信息提取、識別、解譯角度看，由于研究出了不同方式、不同層次的信息處理方式及理論建模，對信息的認知已不是直觀的。看圖識字。形式，而是能夠發掘出更深層的信息含量，并對原始信息進行本質性的改善。由于受到技術水平的時代限制，在很長時間內不能因應用及理論根據選擇最佳遙感頻率，多數在較長厘米波段上工作。隨著技術的發展，頻率的選擇已有了很大的自由度，微波遙感整體水平有了根本性的提高。

地球軌道微波遙感中，1978年美國的Seasat-A應是具有里程碑性質的。盡管在這之前已有上天的微波遙感器，但Seasat-A是一個綜合性的系統，其數據為以后的空間微波遙感發展提供了十分有用的技術與應用研究基礎。在20世紀80~90年代，國際上微波遙感取得了長足的發展，出現了很多花樣翻新的微波遙感衛星，主要是為全球氣候研究、海洋研究和一些陸地應用研究服務。如美國的NOAA衛星系列中的若干衛星，歐空局的ERS衛星系列，加拿大的RADARSAT系列，美日合作的TRMM衛星，歐空局ENNSAT，法美合作的TOPEX/POSEIDON衛星，日美合作的ADIOS衛星等，國際上推動了多個國際性合作計劃，都是以微波遙感為主要載荷的。我國微波遙感起步于上世紀70年代初，經過幾個五年計劃，有了很大的發展。具有里程碑意義的是2000年12月30日，我國在酒泉衛星發射場成功發射了神舟4號飛船，多模態微波遙感系統是該次任務的主載荷。該儀器在軌運行正常，在軌期間取得大量的數據供有關單位研究。多模態微波遙感系統的成功發射，結束了我國沒有航天微波遙感系統的歷史。特別值得提出的是，這次任務中，在多模態體制、筆形波束掃描風場測量等方面進行了創新性的試驗并獲成功。多模態微波遙感的成功，帶動了我國航天微波遙感的發展。風云三號衛星、月球探測衛星、海洋衛星等都載有微波遙感器。它的成功也帶動了我國遙感應用技術的發展，證明我國已具備了發展航天及深空微波遙感的技術條件。

進入21世紀，微波遙感發展也跨入了新的發展階段。在整個遙感技術的發展中，微波遙感占有越來越多的份額。其發展傾向主要可歸納為五個方面：一是不斷發展新的遙感機理、發展新的更強功能的遙感器；二是全電磁波參量信息提取；三是發展更先進的信息處理方法；四是目標特性及電磁波與介質相互作用研究；五是開辟更高頻技術。

微波遙感是一門技術科學，有其理論體系和技術體系，具有廣泛的內涵及應用前景。從信息獲取方式看有輻射計、散射計、高度計、合成孔徑雷達等主要技術，并有各自的理論、技術、應用領域及適用能力。我國目前由于對微波遙感的認識局限，加上用戶的不同需求和受可能得到資助的影響，對微波遙感的理解有一定偏差。這既不利于這門技術的發展，也不利于滿足廣泛的應用需求。這種偏差主要表現在把微波遙感與合成孔徑雷達等同起來，以點蓋面，過分強調高分辨率，不能正確使用非成像信息，應用領域過分局限等。這些問題如果不能及時得到解決，我國微波遙感發展與國際上的差距將會越來越大，也不能滿足我國廣大用戶的需求。改變這種狀況是一項艱難的任務，需要廣大業內人士與各層次的專家和決策領導的共同努力。

2、微波遙感發展的簡單回顧

2.1、國際發展小結

國際上微波遙感的發展已經歷了40余年，發展迅速，理論與技術上都有了創新，并已成為一個技術科學體系。在氣象研究、海洋研究及一些陸地及國家安全應用中成為主導的遙感手段。在已發射的各種地球軌道衛星和深空探測器中：近一半的平臺上載有微波遙感探測設備。在這些活動中，幾個具有代表性的事件值得一提：①發展了針對遙感技術的電磁波傳播與輻射、散射理論，形成了散射系數的概念并用于遙感中；②提出了孔徑合成技術并在雷達技術上實現，發展出合成孔徑雷達技術；③發展了在軌高精度測高技術，以脈沖有限、波束有限及時域，頻域轉換等技術，研制了衛星高度計；④發展了提高空間分辨率的新的輻射計工作機理，研發了全極化輻射計，并應用于以被動方式探測海面風場；⑤發展了全電磁波參量遙感的機理與理論，開展了針對遙感應用的電磁波與介質相互作用及波在非均勻介質中的傳播等理論研究，提出了一系列反演理論模型，取得了一批全方位的應用成果；微波遙感已成為涵蓋毫米波、亞毫米波的遙感技術科學。

目前國際上發展的微波遙感前沿技術包括：合成孔徑技術（包括條帶式、聚束式、干涉式、逆合成式及圓跡式等）；散射測量（包括扇型波束、筆形波束、全極化散射計及可視化）技術；高度測量（包括超高精度、三維成像、動目標探測及可視化）技術；輻射計技術（包括全極化輻射計、合成孔徑應用及亞毫米技術等）。這些前沿技術都可以編隊飛行，形成分布式平臺，形成新的強功能的虛擬傳感器網。微波遙感將以空基分布式多體微系統為平臺，其功能更為強大，將成為全新的空基觀測體系。

2.2、中國微波遙感發展簡單回顧

中國微波遙感的發展自20世紀70年代初至今已30余年。具有里程碑性質的事件是1975年由原國防科工委副主任錢學森院士召開的全國遙感規劃通縣會議。此次會議以王大珩院士為顧問，相關單位專家參加，擬定了我國遙感發展規劃，其中微波遙感發展規劃成了以后發展我國微波遙感的指導性文件。從那以后經歷了4個發展階段：第一階段是概念研究階段；第二階段，微波遙感正式成為國家科技攻關重要項目，進行了基礎研究及基本型遙感器研制并開始了若干應用研究；第三階段，進入了航天遙感階段，在這一時期研制了星載遙感設備，發展新的遙感器，繼續進行基礎研究和信息處理方法研究，同時利用國外數據進行應用處理，為以后國產數據處理做準備。這一階段具有劃時代意義的事件是在神舟4號飛船上，首次飛行了我國的多模態微波遙感器，成功實現了我國航天微波遙感零的突破。在應用方面，我國利用微波遙感技術成功進行了自然災害監測，為防災、減災做出了貢獻；第四階段，我國微波遙感已成為多個型號衛星的主要載荷，風云三號（FY-3），嫦娥工程，海洋二號（HY-2）及其他衛星上都將裝載微波遙感器。