摘要：新一代SAR具備雙/多站或星座觀測、極化干涉測量、高分寬幅測繪以及三維結構信息獲取等先進成像技術，它們將在全球環境變化、全球森林監測、全球水循環和碳循環、城市三維信息獲取以及對月探測等領域中發揮更加重要的作用。微波遙感器藉助多次觀測或者同步多視角觀測數據可以進行干涉測量，從而實現目標三維地貌高精度成像和地殼微小移動高精度檢測等，例如，當前全球應用廣泛的30 m分辨率數字高程模型SRTM數據產品就是通過美國航天干涉SAR技術實現的。

微波遙感技術是通過接收地物在微波波段（波長爲1 mm至1 m）的電磁輻射和散射能量，以探測和識別遠距離物體的技術，微波遙感技術具有全天候晝夜工作能力，能穿透雲層，不易受氣象條件和日照水平的影響。微波遙感按其工作原理可分爲有發射源的主動微波遙感和無發射源的被動微波遙感，合成孔徑雷達（SAR）就屬於一種高分辨率二維成像的主動微波遙感，它也是目前微波成像遙感應用最廣的技術。SAR的主要成像參數包括工作頻率、極化方式和觀測模式等，常用波段包括：X波段（2.5—3.75 cm）、C波段（3.75—7.5 cm）、S波段（7.5—15 cm）等。極化方式是指發射和接收電磁波的極化特性，例如，VH代表發射和接收信號的極化方式分別爲垂直極化和水平極化；觀測模式主要包括高分辨率模式、條帶模式和掃描模式等，分別對應不同的觀測幾何和成像特點。

1957年8月，美國密歇根大學與美國軍方合作研究的SAR實驗系統成功地獲得了第一幅全聚焦的SAR圖像，1978年5月美國宇航局（NASA）發射了海洋一號衛星（Seasat-A），首次裝載了合成孔徑雷達，對地球表面1億km2的面積進行了測繪。而後40年間，SAR遙感技術憑藉所特有的全天時、全天候以及對某些地物的穿透能力，廣泛應用於全球變化、資源勘查、環境監測、災害評估、城市規劃等領域。特別是，隨着20世紀90年代雷達技術和SAR數據地學物理參數反演建模技術的進步，SAR技術的發展模式逐步實現了從技術推動到用戶需求拉動的轉換，全球至今已有超過15個正在運行的星載SAR系統。

SAR圖像在幾何和輻射特徵上與光學遙感圖像有着顯著差異，幾何方面的差異主要體現在由於側視測距成像機制引起的陰影、疊掩和透視收縮現象。SAR圖像同樣也有複雜的輻射特徵，在圖像上主要體現爲包含斑點噪聲的明暗紋理結構，它是由於不同地物在不同頻段、不同極化方式、不同方向等成像參數下的電磁波散射特性，以及一個瞬時視場內部隨機分佈的多個散射單元的電磁波信號疊加造成的。

SAR技術具有全天時全天候的觀測能力，除了廣泛應用於惡劣天氣和夜間成像觀測外，還可以用來測量土壤溼度、雪被深度和地質構造等，非洲撒哈拉沙漠地下古河道的發現正是依賴於這個特殊能力（圖 5）。微波遙感器藉助多次觀測或者同步多視角觀測數據可以進行干涉測量，從而實現目標三維地貌高精度成像和地殼微小移動高精度檢測等，例如，當前全球應用廣泛的30 m分辨率數字高程模型SRTM數據產品就是通過美國航天干涉SAR技術實現的。

從傳感器成像和數據獲取能力來看，SAR（特別是航天SAR）技術發展在經歷了單波段單極化SAR、多波段多極化SAR、極化SAR和干涉SAR 3個階段後，如今已經進入新的發展時期。近年來，不斷湧現出來的極化干涉SAR（PolinSAR）、三維/四維SAR（3D/4D SAR）、雙站/多站SAR（Bi-/Multistatic SAR）和數字波束形成SAR（DBF SAR）等前沿雷達技術則代表了第四階段SAR或新一代SAR的問世。新一代SAR具備雙/多站或星座觀測、極化干涉測量、高分寬幅測繪以及三維結構信息獲取等先進成像技術，它們將在全球環境變化、全球森林監測、全球水循環和碳循環、城市三維信息獲取以及對月探測等領域中發揮更加重要的作用。