2023年8月，世界首颗地球同步轨道（geosynchronous，GEO）合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）卫星——我国陆地探测四号01星，顺利进入工作轨道，该星是世界首颗进入工程实施阶段的高轨合成孔径雷达卫星，将进一步完善我国天基灾害监测体系，对全面提升我国防灾减灾救灾综合水平具有重要意义。

得益于其使用的观测设备为SAR，陆地探测四号01星不需要借助光线就能成像，并能穿透云层观测云层下面的世界，不受气候、光照的限制，对我国本土及周边区域进行全天候、全天时的“保驾护航”。

（动图）

什么是GEO SAR？相较于SAR，GEO SAR具有哪些特点？其应用又是如何让陆地探测四号01星更具优势的呢？跟随小编的脚步，本篇推文将带你一探究竟。

GEO SAR是什么

GEO SAR是一种运行于地球同步轨道上的，通过为轨道设置特定的轨道倾角和偏心率，可以实现雷达与目标间的相对运动，进而可以运用合成孔径雷达原理对特定经纬度范围内的目标进行成像观测的SAR系统。

图1.1 收发分置GEO-LEO SAR概念系统示意图

GEO SAR的特点

相比于传统的低轨道卫星，GEO SAR 具有超高轨道高度。一般的低轨道卫星其轨道高度小于1000km，而GEO SAR 的轨道高度约为36000km。超高的轨道高度使卫星具有以下显著特征。

（1）轨道形状特殊：通过设定不同的轨道根数，GEO SAR的星下点轨迹可以获得某些特殊的形状，如“8”字形。

（2）观测范围大：地球同步轨道卫星的公转角速度约等于地球自转角速度，这使得GEO SAR的观测范围分布于特定经纬度范围之内。

（3）重访周期短、驻留时间长：GEO SAR观测区域内目标的重访周期为24h、12 h，甚至6h；超高的轨道使GEO SAR的目标驻留时间为十几分钟甚至数小时。

（4）合成孔径时间长：通过调整天线姿态或扫描方式，如以聚束或凝视模式进行观测，可以获得更长的合成孔径时间。

GEO SAR的显著特征会让卫星的观测有什么不同

通过高轨道优势，GEO SAR可以充当照射源，从多个角度对地面进行观测。轨道形状特殊、观测范围之大，使得陆地探测四号01星在离地约36000km的倾斜地球同步轨道上，重复画着“8”字形，可以固定地对一大片区域进行相对持续的观测。由于重访时间短，GEO SAR可以获得超高时间分辨的地表观测结果，进而显著提升在干涉、差分干涉方面的性能。且其轨道高度高，观测范围更大，对同一个区域重复观测的效率也更高，可以和低轨卫星形成功能互补。

GEO SAR在地球观测、自然灾害监测、动目标指示、干涉、差分干涉等方面能够得到广泛运用，作为世界首颗GEO SAR卫星，陆地探测四号01星也将在我国防灾减灾与地震监测、国土资源勘察以及海洋、水利、气象、农业、环保、林业等行业领域大放异彩。

未来，让我们拭目以待。

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《地球同步轨道合成孔径雷达信号处理与仿真》

李德鑫 董臻 余安喜 著

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