崔新東，王 洋，郭海龍，翟宇梅，磨禮平

（1.北京應(yīng)用氣象研究所，北京 100029；2.國防科技大學(xué) 氣象海洋學(xué)院，長(zhǎng)沙 410199）

0 引言

近年來，人類利用海洋、開發(fā)海洋的需求越來越迫切，海洋科學(xué)持續(xù)受到重視。對(duì)于海洋研究和應(yīng)用具有重要意義的海洋衛(wèi)星遙感不斷取得新的進(jìn)展，并且正日益成為各海洋強(qiáng)國重點(diǎn)發(fā)展方向［1］。

隨著海洋科學(xué)研究的不斷深入，對(duì)于高時(shí)空分辨率觀測(cè)數(shù)據(jù)的需求越來越高，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)全球海洋觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)［2-5］。目前在軌的氣象海洋衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海表溫度、海表高度和海表鹽度等多要素的有效探測(cè)，其中單星全球海表溫度時(shí)空分辨率可實(shí)現(xiàn)～0.5 d（紅外）和～1 d（微波）、～1 km（紅外）和～50 km（微波）［2］，海表高度可實(shí)現(xiàn)3～10 d、100～150 km［3，6-7］，海表鹽度可實(shí)現(xiàn)3～8 d、40～150 km［5，8］。通過多星協(xié)同觀測(cè)，可進(jìn)一步提高全球覆蓋時(shí)間分辨率，并減小無效或缺測(cè)數(shù)據(jù)造成的全球區(qū)域占比［8-10］。但是多星組網(wǎng)也存在數(shù)據(jù)基準(zhǔn)不一致［11-13］、空間分辨率難以有效提高［8］等問題。

針對(duì)上述情況，目前歐美均已開展新一代星載海洋探測(cè)任務(wù)/載荷論證工作，重點(diǎn)在于提高空間分辨率和觀測(cè)幅寬（相應(yīng)提高時(shí)間分辨率），并對(duì)探測(cè)精度提出了更高的要求。其中歐洲主要開展用于海表溫度和鹽度探測(cè)的哥白尼成像微波輻射計(jì)（Copernicus Imaging Microwave Radiometer，CIMR）、土壤濕度和海洋鹽度后續(xù)應(yīng)用任務(wù)（Soil Moisture and Ocean Salinity Operational Follow-on Mission，SMOSops）和高分辨率土壤濕度和海洋鹽度任務(wù)（Soil Moisture and Ocean Salinity High Resolution，SMOS-HR）論證［14-15］，美國主要開展用于寬幅海表高度測(cè)量的地表水與海洋地形衛(wèi)星（Surface Water and Ocean Topography，SWOT）論證及研制［16］。

盡管各國在高時(shí)空分辨率星載探測(cè)載荷研究方面已經(jīng)進(jìn)行了大量的工作，但是基于海表要素物理約束的高時(shí)空分辨率星載微波載荷探測(cè)性能分析研究較少。因此，本文首先分析現(xiàn)有星載海表要素微波探測(cè)載荷發(fā)展現(xiàn)狀；其次，通過分析海表溫度、高度和鹽度時(shí)空變化特性，提出高時(shí)空分辨率星載微波探測(cè)載荷性能需求；再次，針對(duì)美國和歐洲相關(guān)衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃，分析了高時(shí)空分辨率、高精度星載微波探測(cè)載荷可實(shí)現(xiàn)性；最后，針對(duì)星載載荷探測(cè)性能提升提出發(fā)展建議。

1 星載海表要素探測(cè)載荷現(xiàn)狀

1.1 海表溫度探測(cè)載荷

目前在軌運(yùn)行的海表溫度探測(cè)載荷（包含6.9 GHz 波段［17］）主要有先進(jìn)微波掃描輻射儀（AMSR 2）［18］、全極化微波輻射計(jì)（WindSat）［19］和微波輻射計(jì)（RM）［20］。AMSR 2 搭載在COM-W1（Global Change Observation Mission-Water/Wind）衛(wèi)星于2012 年5 月發(fā)射升空，相較于上一代AMSRE（Advanced MicroWave Scanning Radiometer-EOS）載荷，天線主反射面由1.6 m 增為2 m，用于提高載荷空間分辨率。AMSR 2 能夠提供全球每天～50 km 分辨率的海表溫度數(shù)據(jù)，其海表溫度反演精度～0.6 K［21］。WindSat搭載在Coriolis衛(wèi)星于2003年1 月6 日發(fā)射升空，由于其能夠探測(cè)多通道全極化輻射信息，因此不僅可以探測(cè)海表溫度和風(fēng)速，還可以獲取海表風(fēng)向信息；其海表溫度反演精度～0.9 K［22］。RM 為中國海洋二號(hào)衛(wèi)星（HY-2）搭載的微波輻射計(jì)，主要用于獲取海表溫度、海表風(fēng)速等參數(shù)，海表溫度反演精度～1 K（國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心官網(wǎng)http：//www.nsoas.org.cn/）。為滿足重訪周期（～1 d）、空間分辨率（50～100 km）和靈敏度（0.3～0.6 K）的要求，上述載荷均采用圓錐掃描體制。表1～3 分別為AMSR 2、WindSat、RM 性能參數(shù)。

表1 AMSR 2 性能參數(shù)Tab.1 Performance parameters of the AMSR 2

表2 WindSat 全極化微波輻射計(jì)性能指標(biāo)Tab.2 Performance indices of the WindSat full-polarized microwave radiometer

表3 微波輻射計(jì)（RM）性能指標(biāo)Tab.3 Performance indices of the microwave radiometer（RM）

1.2 海表高度探測(cè)載荷

目前在軌運(yùn)行的海表高度計(jì)衛(wèi)星主要有Jason-2/3，Crysat-2，HY-2B/2C/2D，Saral，Sentinel-3A/3B，Jason-CS/Sentinel-6。Jason-2/3 為TOPEX/Poseidon 和Jason-1 的后繼衛(wèi)星，重訪周期約為10 d，搭載的Poseidon-3/3B 高度計(jì)測(cè)高精度分別為～5 cm、～2 cm［23］。Cryosat-2 衛(wèi)星搭載的SIRAL高度計(jì)是歐空局（ESA）采用干涉技術(shù)和合成孔徑技術(shù)的新型雷達(dá)高度計(jì)，水平分辨率和垂直精度分別為250 m 和2.6 cm［24］，衛(wèi)星軌道傾角為92°，可有效探測(cè)極地區(qū)域，其測(cè)高精度～5 cm［23］。HY-2B/2C/2D 為中國海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星，采用不同軌道高度和軌道傾角的3 顆衛(wèi)星組網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)全球海表高度的有效探測(cè)，搭載的高度計(jì)測(cè)高精度～5 cm（國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心官網(wǎng)http：//www.nsoas.org.cn/）。Saral 衛(wèi)星為法國和印度聯(lián)合研制，搭載的AltiKa 高度計(jì)采用Ka 波段，可以提高垂直和水平 分辨 率［25］，其測(cè)高精度～5 cm［23］。Sentinel-3A/3B 為歐洲研制用于地球監(jiān)測(cè)和海洋學(xué)研究衛(wèi)星，其搭載的合成孔徑雷達(dá)高度計(jì)（SRAL）采用雙頻體制（Ku 和C 波段）［26］，測(cè)高精度分別為～5 cm、～2 cm［23］。Jason-CS/Sentinel-6 為美國和歐洲聯(lián)合研制衛(wèi)星，用于提供與之前Jason 衛(wèi)星探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量相當(dāng)或更優(yōu)的海表高度數(shù)據(jù)。為滿足高精度海表測(cè)高（2～5 cm）要求，上述載荷均采用底視高度計(jì)，使得探測(cè)數(shù)據(jù)在交軌方向空間間隔較大、重訪周期較長(zhǎng)。表4 為目前在軌雷達(dá)高度計(jì)衛(wèi)星性能指標(biāo)。

表4 雷達(dá)高度計(jì)衛(wèi)星性能指標(biāo)Tab.4 Performance indices of the radar altimeter satellite

1.3 海表鹽度探測(cè)載荷

目前在軌運(yùn)行的海表鹽度衛(wèi)星（采用L 波段［17］）主要有土壤濕度和海洋鹽度衛(wèi)星（SMOS）、土壤濕度主被動(dòng)探測(cè)衛(wèi)星（SMAP）。SMOS 衛(wèi)星由歐洲研制，其海表鹽度探測(cè)載荷MIRAS 為全球首臺(tái)二維綜合孔徑微波輻射計(jì)；衛(wèi)星重訪周期為3 d、空間分辨率為40 km［27］，開闊洋面（南北緯40°）海表鹽度反演精度～0.2 psu@1 月［28］。SMAP 衛(wèi)星由美國研制，可對(duì)海表鹽度進(jìn)行探測(cè)；衛(wèi)星搭載L 波段輻射計(jì)和散射計(jì)各一臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)1 000 km 觀測(cè)刈幅、40 km 分辨率和1 K 靈敏度，中低緯度寬闊海域月平均反演誤差～0.2 psu［28］。為滿足重訪周期（2～3 d）、空間分辨率（～40 km）和靈敏度（1～2 K）要求，SMOS 衛(wèi)星、SMAP 衛(wèi)星分別采用帶有大口徑天線的綜合孔徑體制和圓錐掃描體制，但是相應(yīng)的帶來了指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)性（SMOS 衛(wèi)星）和大口徑天線旋轉(zhuǎn)掃描（SMAP 衛(wèi) 星）［17］等難題。表5 為SMOS 和SMAP性能參數(shù)。

表5 SMOS 和SMAP 微波輻射計(jì)性能參數(shù)［29-30］Tab.5 Microwave radiometer performance parameters of the SMOS and SMAP［29-30］

2 海表溫度、高度和鹽度高時(shí)空變化特性

由于海洋是隨時(shí)空不斷變化的系統(tǒng)，不同時(shí)空尺度其變化特征顯著不同［1，7，23］。隨著人類對(duì)海洋研究和應(yīng)用的不斷深入，現(xiàn)有長(zhǎng)時(shí)間間隔、粗空間分辨率的探測(cè)產(chǎn)品已經(jīng)難以滿足相應(yīng)需求，迫切需要獲取高時(shí)空分辨率海洋要素探測(cè)產(chǎn)品，用以研究三維（平面+時(shí)間）空間內(nèi)高時(shí)空分辨率相鄰觀測(cè)像元間定量變化［23］。而為使探測(cè)性能有效滿足應(yīng)用需求，必須對(duì)海洋要素時(shí)空變化特性進(jìn)行分析，從而為載荷探測(cè)性能的確定提供支撐。

2.1 海表溫度

海表溫度作為海洋重要要素，在全球海洋研究和應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。目前星載微波海表溫度探測(cè)空間分辨率<100 km、時(shí)間分辨率<24 h，未來其空間分辨率將達(dá)到～10 km［31］、時(shí)間分辨率達(dá)到～6 h［32］，時(shí)空變化對(duì)應(yīng)著小時(shí)級(jí)和亞中尺度范圍。

海洋中尺度范圍內(nèi)主要包括海洋鋒面、海洋內(nèi)波、中尺度渦等現(xiàn)象，對(duì)于海表溫度變化最顯著的是海洋鋒面［33］。海洋鋒面是兩個(gè)水團(tuán)的分界面，鋒面區(qū)域的水文要素（如溫度、鹽度）具有較大的水平梯 度［33］，其海表溫度梯度判斷標(biāo)準(zhǔn)>3 ℃/100 km［34-35］。對(duì)于平靜海表，其海表溫度梯度判斷標(biāo)準(zhǔn)～1 ℃/100 km［36］。海表溫度受太陽輻射和海表風(fēng)速等多種因素影響，每日會(huì)存在近周期性變化，海表日增溫于早上～8 點(diǎn)開始、下午～3 點(diǎn)時(shí)達(dá)到峰值［37-38］，日變化平均幅度0.2～0.6 ℃［37，39-40］。因此對(duì)于探測(cè)小時(shí)級(jí)、亞中尺度海表溫度的載荷需要具 備0.1～0.3 ℃/10 km、0.1～0.3 ℃/6 h 的探測(cè)能力。

2.2 海表高度

海表高度變化能夠表征海洋動(dòng)力過程，對(duì)于海洋物質(zhì)輸送和能量傳遞具有重要作用。通過衛(wèi)星高度計(jì)和浮標(biāo)等多種探測(cè)手段，對(duì)于大尺度（>100 km）海表高度變化已經(jīng)有了相對(duì)清晰的認(rèn)知［41］，但受限于觀測(cè)手段及能力，對(duì)于亞中尺度（10～100 km）海表高度變化還知之甚少［23］。目前，星載海表高度探測(cè)空間分辨率為100～150 km［7］、時(shí)間分辨率10～30 d［7］，未來其空間分辨率將達(dá)到～10 km［23］、時(shí)間分辨率達(dá) 到～7 d［1，23］，時(shí)空變化對(duì)應(yīng)著單周級(jí)和亞中尺度范圍。

針對(duì)海洋中尺度范圍，目前海表高度探測(cè)產(chǎn)品主要用于對(duì)中尺度渦等海洋動(dòng)力過程進(jìn)行研究［7，23，43］，通過采用新型探測(cè)體制［1，23］將實(shí)現(xiàn)對(duì)亞中尺度渦的有效探測(cè)［42］。對(duì)于中尺度渦（半徑O為100 km）平均振幅、半徑、生命周期分別為8 cm、90 km 和32 周［44］，對(duì)于亞中尺度渦（半徑O為10 km）其振幅比中尺度渦小2.5 倍［44］，其平均振幅、半徑、生命周期分別 為～3 cm、～40 km［44］和～2 周［1，23］。因此，對(duì)于探測(cè)單周、亞中尺度海表高度的載荷需要具備～1 cm/10 km、～1.5 cm/1 周的探測(cè)能力。

2.3 海表鹽度

海表鹽度作為海洋物理化學(xué)關(guān)鍵變量，對(duì)于全球海洋循環(huán)和氣候變化發(fā)揮著關(guān)鍵作用［45］。通過衛(wèi)星鹽度計(jì)（SMOS、SMAP）和浮標(biāo)等多種探測(cè)手段，能夠獲取～100 km、月平均尺度海表鹽度［46］，但受限于工程可實(shí)現(xiàn)性及探測(cè)靈敏度，還無法獲取月平均、中尺度（～50 km）的海表鹽度有效值（0.1～0.2 psu）［46-47］。目前星載海表鹽度單次探測(cè)空間分辨率為40～100 km、時(shí)間分辨率2～3 d［46］，可提供～100 km、～1 月、～0.2 psu 海面鹽度產(chǎn)品；未來其空間分辨率可達(dá)到～50 km、時(shí)間分辨率達(dá)到～1 d［48］，從而提供～50 km、～1 月、≤0.2 psu 海面鹽度產(chǎn)品，時(shí)空變化對(duì)應(yīng)著單月和中尺度范圍。

目前海表鹽度探測(cè)產(chǎn)品主要用于大尺度海洋擾動(dòng)和中尺度海洋現(xiàn)象（中尺度渦、海洋鋒面）研究［49-56］。針對(duì)大尺度海洋擾動(dòng)現(xiàn)有衛(wèi)星能夠有效探測(cè)，但是對(duì)于海洋中尺度現(xiàn)象其時(shí)間和空間分辨率還有待提高。中尺度渦變化幅度為0.01～0.1 psu/100 km［52-53］，平均變化0.03～0.05 psu/100 km［53］。海洋緯向鹽度梯度要比徑向梯度小一個(gè)數(shù)量級(jí)［54］，熱帶海域海洋鋒面最大水平梯度為～0.5 psu/100 km，并且隨季節(jié)變化，平均水平梯度為0.1～0.2 psu/100 km［55-56］。因此對(duì)于探測(cè)探測(cè)單月、中尺度海表鹽度的載荷需要具備0.015～0.1 psu/50 km、0.03～0.2 psu/1 月（中尺度渦、海洋鋒面生命周期大于1月［52-53，55-56］）的探測(cè)能力。

3 高時(shí)空分辨率星載微波載荷可實(shí)現(xiàn)性

海表溫度、海表高度和海表鹽度時(shí)空變化特性對(duì)于星載載荷探測(cè)性能有著明確的需求，考慮到上述要素探測(cè)所需的高時(shí)空分辨率和高精度特點(diǎn)，而在軌衛(wèi)星和載荷均難以滿足上述需求，因此需要針對(duì)上述指標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行深入的分析。

3.1 海表溫度

針對(duì)未來海表溫度和鹽度對(duì)高時(shí)空分辨率和高靈敏度探測(cè)需求，歐洲提出了哥白尼成像微波輻射計(jì)（CIMR），采用雙星組網(wǎng)，計(jì)劃于2027 年以后發(fā)射升空。通過采用7 m 拋物面天線圓錐掃描并結(jié)合多頻饋源陣列體制，CIMR 將實(shí)現(xiàn)～12 h 全球覆蓋，并具備寬刈幅、高時(shí)空分辨率、高精度海表溫度和鹽度探測(cè)能力［57］。對(duì)海表溫度，可實(shí)現(xiàn)≤0.2 K/15 km、≤0.2 K/12 h，后續(xù)通過對(duì)雙星軌道進(jìn)行設(shè)置，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)≤0.2 K/6 h；對(duì)于海表鹽度，可實(shí)現(xiàn)≤0.2 psu/40 km、≤0.2 psu/1 月。CIMR 的具體性能指標(biāo)見表6。

3.2 海表高度

針對(duì)未來海表高度對(duì)高時(shí)空分辨率和高靈敏度探測(cè)需求，美國航空航天局（NASA）和法國航天局（CNES）聯(lián)合提出了地表水與海洋地形衛(wèi)星（Surface Water And Ocean Topography，SWOT）［16，58］，于2022 年發(fā)射升空，實(shí)現(xiàn)～8 d 全球覆蓋［1］。SWOT 衛(wèi)星搭載新型Ka 波段干涉成像高度計(jì)，通過采用長(zhǎng)基線干涉測(cè)量體制，可實(shí)現(xiàn)120 km觀測(cè)幅寬、15 km 空間分辨率和1.168 cm 海面高度測(cè)量誤差［58］，對(duì)海表高度具備～1.168 cm/15 km、～1.168 cm/8 d 的探測(cè)能力。SWOT 的具體性能指標(biāo)見表7。

表7 SWOT 衛(wèi)星性能指標(biāo)［1，58］Tab.7 Performance indices of the SWOT satellite［1，58］

3.3 海表鹽度

針對(duì)未來海表鹽度對(duì)高時(shí)空分辨率和高靈敏度探測(cè)需求，CNES 提出了SMOS 后續(xù)業(yè)務(wù)應(yīng)用任務(wù)（SMOSOps-H），通過采用六邊形陣列的二維綜合孔徑體制，進(jìn)一步提高了時(shí)空分辨率［15，17］；在保證探測(cè)精度和觀測(cè)幅寬不降的條件下，空間分辨率由40 km 提高到33 km。為有效探測(cè)中尺度現(xiàn)象和近岸鹽度，近期又提出高分辨率SMOS 任務(wù)（SMOSHR），通過采用不同陣列形式的綜合孔徑體制，將分辨率提高到10 km［59］。目前SMOS-HR 還處于概念驗(yàn)證階段（Phase 0），預(yù)期發(fā)射時(shí)間在2027 年以后；根據(jù)現(xiàn)有載荷性能參數(shù)，其海表鹽度產(chǎn)品預(yù)期精度為≤0.2 psu/10 km、≤0.2 psu/1 月。SMOSOps-H 和SMOS-HR 的具體性能指標(biāo)見表8。

表8 SMOSOps-H 和SMOS-HR 性能參數(shù)［15，59］Tab.8 Performance parameters of the SMOSOps-H and SMOS-HR ［15，59］

4 未來發(fā)展趨勢(shì)

美國利用其航天整體技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合其他國家元器件/單機(jī)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，分別與日本合作探測(cè)海面溫度（AMSR 2）、與歐洲合作探測(cè)海面高度（Jason-CS/Sentinel-6 等）；利用其大天線制造優(yōu)勢(shì)獨(dú)立對(duì)高時(shí)空分辨率海面鹽度（SMAP）進(jìn)行探測(cè)；利用其長(zhǎng)基線天線制造優(yōu)勢(shì)聯(lián)合法國對(duì)寬幅海面高度（SWOT）進(jìn)行探測(cè)。日本利用元器件/單機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)開展海面溫度探測(cè)（AMSR 2 等）。歐洲利用探測(cè)體制、應(yīng)用處理、載荷技術(shù)優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)發(fā)展高空間分辨率海面高度（Cryosat-2 等）和高時(shí)空分辨率海面鹽度（SMOS）探測(cè)能力，并論證高精度、高時(shí)空分辨率海面溫度探測(cè)載荷（CIMR）。

目前正在論證的CIMR 衛(wèi)星系統(tǒng)和已發(fā)射的SWOT 衛(wèi)星系統(tǒng)基本可以滿足海表溫度和海表高度對(duì)高時(shí)空分辨率、高探測(cè)精度的要求。對(duì)于海表鹽度，正在論證的SMOS-HR 衛(wèi)星系統(tǒng)可獲取高時(shí)空分辨率探測(cè)資料，盡管采用空間平均的方式（由10 km 降至50 km）可以減小隨機(jī)誤差（～2 倍），但仍難以滿足海洋中尺度現(xiàn)象對(duì)海洋鹽度高精度探測(cè)需求（0.015～0.1 psu/50 km、0.03～0.2 psu/1 月）。

為滿足觀測(cè)幅寬、空間分辨率和探測(cè)精度要求，海表溫度和海表鹽度探測(cè)載荷（6.9、1.4 GHz）需采用大口徑天線，海表高度探測(cè)載荷需采用長(zhǎng)基線，這使得載荷重量、功耗較大。為滿足載荷探測(cè)使用需求、經(jīng)費(fèi)約束和可靠性要求，采用搭載單一主載荷的中型衛(wèi)星平臺(tái)成為合理選擇［57-60］。

針對(duì)海表溫度和海表鹽度，采用圓錐掃描（CIMR）可以較好的滿足觀測(cè)幅寬、空間分辨率和探測(cè)精度需求，但是受限于大口徑天線制造及其旋轉(zhuǎn)所帶來的工程難度，圓錐掃描很難進(jìn)一步提高空間分辨率［57］。為克服大口徑天線所帶來的工程難度并進(jìn)一步提高空間分辨率，海表鹽度探測(cè)（需要更低探測(cè)頻段、更大的天線口徑）采用二維綜合孔徑體制（SMOS-HR），可以大幅提高空間分辨率，受限于多種誤差對(duì)綜合孔徑體制探測(cè)性能的影響，其觀測(cè)幅寬和探測(cè)精度難以顯著提高［27，59］。為提高探測(cè)精度，還可以采用實(shí)孔徑多饋源推掃體制，但該體制需要大口徑天線和大量饋源，并且難以有效提高觀測(cè)幅寬和空間分辨率［17，61］。綜合分析，對(duì)于海表溫度和海表鹽度探測(cè)，圓錐掃描最為成熟，仍然是主要探測(cè)方式；綜合孔徑需提高探測(cè)精度，可作為低頻微波探測(cè)的重要方式［62］、推掃體制需提升觀測(cè)幅寬和分辨率，可作為高精度探測(cè)的補(bǔ)充方式。

針對(duì)海表高度，采用長(zhǎng)基線干涉測(cè)量體制高度計(jì)（SWOT）可滿足高時(shí)空分辨率，但是其探測(cè)精度還未得到充分驗(yàn)證。未來5～10 年內(nèi)，傳統(tǒng)底視高度計(jì)仍然會(huì)持續(xù)發(fā)展，干涉體制高度計(jì)將作為新的、重要的海表高度探測(cè)方式。

5 意見與建議

針對(duì)美國和歐洲等海洋探測(cè)強(qiáng)國提出的新型探測(cè)衛(wèi)星計(jì)劃，為滿足高時(shí)空分辨率、高靈敏度海洋探測(cè)需求，建議應(yīng)關(guān)注以下幾點(diǎn)：

1）優(yōu)先提高元器件至單機(jī)設(shè)備性能（靈敏度）、降低儀器噪聲；對(duì)于短期內(nèi)元器件或單機(jī)性能難以顯著提升的載荷，可以采用不同體制（如推掃體制）實(shí)現(xiàn)海表要素的高精度探測(cè)；對(duì)于單次測(cè)量精度難以滿足應(yīng)用需求的要素（如海表鹽度），可采用時(shí)空平均的方式提高精度。

2）基于衛(wèi)星系統(tǒng)總體要求、載荷觀測(cè)性能和資源保障能力，提高時(shí)間分辨率應(yīng)優(yōu)先選擇增大載荷觀測(cè)幅寬，并結(jié)合多星編隊(duì)飛行的方式；提高空間分辨率應(yīng)優(yōu)先選擇提高探測(cè)載荷性能，并結(jié)合降低衛(wèi)星平臺(tái)軌道高度的方式。

3）受限于海表溫度和海表鹽度探測(cè)波段，獲取高空間分辨率探測(cè)數(shù)據(jù)需采用大口徑天線。目前高型面精度大口徑天線研制、生產(chǎn)還需技術(shù)攻關(guān)，因此必須提前謀劃，提高天線研制能力［63］，結(jié)合衛(wèi)星系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，改善大口徑天線旋轉(zhuǎn)（觀測(cè)/定標(biāo)）對(duì)整星的影響。

4）對(duì)于海表高度寬刈幅探測(cè)需求，采用干涉測(cè)量體制需要安裝較長(zhǎng)的基線（SWOT 采用10 m 基線），所需基線需要提前開展輕量化（系統(tǒng)重量要求）、穩(wěn)定性（天線探測(cè)要求）、低伸縮性（干涉體制要求）和可折疊性（整星包絡(luò)要求）技術(shù)攻關(guān)。

6 結(jié)束語

發(fā)展高時(shí)空分辨率海洋微波觀測(cè)載荷，能夠?qū)崿F(xiàn)全天時(shí)、全天候觀測(cè)，為海洋研究和應(yīng)用提供新的支撐和保障，對(duì)于構(gòu)建海洋強(qiáng)國具有重要的意義?；诤Ｑ蟮亩嘧冃院蛷?fù)雜性特點(diǎn)，未來的天基微波探測(cè)載荷需要具備高時(shí)空分辨率、高靈敏度。針對(duì)上述要求，本文重點(diǎn)開展（亞）中尺度、快時(shí)變的海表溫度、高度和鹽度變化特征分析，并與美國和歐洲規(guī)劃的天基探測(cè)衛(wèi)星（載荷）性能進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)了天基微波載荷未來發(fā)展趨勢(shì)，提出相應(yīng)的意見建議。上述研究將為我國開展相關(guān)衛(wèi)星系統(tǒng)論證和建設(shè)提供重要的借鑒、指導(dǎo)，對(duì)于拓展我國海洋利益和國家安全具有重要的意義。