《Remote Sensing》：Radiometric Performance Monitoring Method for LuTan-1 Satellites Combining Internal Calibration and Field Calibration
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陆探一号（Lutan-1，LT-1）是我国首颗民用L波段差分干涉合成孔径雷达（Differential InterSAR，InSAR）系统，以干涉测量为主要应用，由LT-1A与LT-1B两颗全极化卫星组成。为实现LT-1卫星SAR图像定量反演，需通过辐射定标（
陆探一号（Lutan-1，LT-1）是我国首颗民用L波段差分干涉合成孔径雷达（Differential InterSAR，InSAR）系统，以干涉测量为主要应用，由LT-1A与LT-1B两颗全极化卫星组成。为实现LT-1卫星SAR图像定量反演，需通过辐射定标（Radiometric Calibration）建立SAR图像强度与地面目标后向散射系数（σ0）之间的函数关系。场地辐射定标可提供绝对定标常数（Absolute Calibration Constant），但受波束覆盖范围限制；星载内定标（On-board Internal Calibration）可追踪辐射性能的相对变化，但无法给出绝对定标常数。为此，研究人员提出一种融合星载内定标与场地辐射定标的LT-1卫星辐射性能监测方法，对内定标幅相趋势进行监测，由场地定标计算绝对定标常数，并对绝对定标常数进行精化和评估。研究人员分析了2023—2025年LT-1卫星的内定标数据与SAR定标数据，结果表明：LT-1卫星发射接收模块（Transmit/Receive Module，TRM）幅值随时间略有下降，且LT-1B降幅大于LT-1A；LT-1A的内定标轻微下降尚未引起绝对定标常数的可见变化，LT-1B的绝对定标常数略有减小。经剔除波束内异常定标常数并校正LT-1A各波束间增益差异后，LT-1A绝对辐射精度（1σ）由0.40 dB提升至0.25 dB，LT-1B绝对辐射精度为0.38 dB（1σ）。该方法为SAR卫星长期辐射性能监测提供了可靠参考。
《Remote Sensing》刊载论文解读——结合内定标与场地定标的陆探一号(LT-1)卫星辐射性能监测方法
研究背景与意义
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）主动发射接收信号，具备全天时全天候工作能力，广泛应用于海洋、测绘、资源及减灾领域。辐射定标建立SAR图像强度与地面目标后向散射系数（backscattering coefficient，σ0）的函数关系，是定量反演的基础。SAR卫星载荷辐射特性随在轨运行时间推移可能发生漂移，导致图像辐射精度下降，因此需对辐射性能进行例行评估与长期监测。已有国际任务如TerraSAR-X/TanDEM-X及Sentinel-1系列均建立了基于星载内定标与长期布设角反射器的辐射稳定性监测体系。陆探一号（Lutan-1，LT-1）是我国首颗民用L波段差分干涉SAR（Differential Interferometric SAR，D-InSAR）星座，含LT-1A（2022年1月26日发射）与LT-1B（2022年2月27日发射）两颗卫星，2023年5月31日完成在轨测试后开展全国常规条带模式1（Strip Mode 1）观测。现有研究仅评估了LT-1A短期辐射稳定性，缺乏长期辐射性能监测方案。场地定标可提供绝对定标常数但波束覆盖有限，内定标可追踪相对变化但无法给绝对量值，单独使用均有局限。为此，研究人员提出融合星载内定标与场地辐射定标的LT-1辐射性能监测方法，联合分析二者变化趋势以快速准确地评估SAR载荷辐射性能演变，并为长期监测提供参考。
主要关键技术方法
研究人员采用2023年7月—2025年10月LT-1A共156轨、LT-1B共181轨条带模式1内定标数据，以及2023年10月—2025年10月新疆哈密场地定标数据（LT-1A 91次、LT-1B 84次），场地布设腿长3 m三面角反射器（trihedral corner reflector，CR），RCS理论值为37.77 dBsm。方法分三步：①对内定标环路TRM发射/接收通道信号进行匹配滤波脉冲压缩，监测各TRM幅相时序趋势；②采用积分法提取点目标能量并扣除背景杂波（信杂比Signal-to-Clutter Ratio，SCR≥20 dB），结合地距像素面积、CR的RCS及点目标主瓣能量比计算各波束绝对定标常数；③基于内定标稳定性判据，剔除波束内偏离均值＞1 dB的异常定标常数，校正波束间增益差异（差值＞1 dB时修正），以定标常数标准差评估绝对辐射精度（Absolute Radiometric Accuracy，1σ）。
研究结果
4.1. Results and Analysis of Internal Calibration（内定标结果与分析）
研究人员对条带模式1常用波束6和波束8的352个H极化和V极化TRM通道进行分析。2023—2025年间，LT-1A发射通道幅值年际平均下降约0.11～0.19 dB/年（波束6）和0.10～0.18 dB/年（波束8），LT-1B在2024—2025年波束6下降0.20～0.36 dB/年、波束8下降0.14～0.26 dB/年；两年累计LT-1A发射通道降幅约0.4 dB，LT-1B约0.6 dB，LT-1B降幅略大于LT-1A。接收通道幅值标准差优于0.11 dB，相位标准差优于1.16°，保持稳定。两星通道1与通道2间幅相差长期稳定。结论：TRM发射通道呈轻微衰减且LT-1B更显著，接收通道稳定，内定标可用于监测相对辐射漂移。
4.2. Results and Analysis of Absolute Radiometric Calibration（绝对辐射定标结果与分析）
所有点目标SCR＞20 dB，波束0和波束2因小入射角导致地物后向散射增强及地距分辨率降低而SCR偏低。采用积分法计算得LT-1A条带模式1—4整体平均绝对定标常数为6.90 dB，标准差0.40 dB（1σ）；LT-1B为6.82 dB，标准差0.38 dB（1σ）。未经精化的LT-1A绝对辐射精度为0.40 dB（1σ），LT-1B为0.38 dB（1σ）。结论：各模式定标常数年际波动较小，但存在波束内异常值与波束间增益差异。
4.3. Results and Analysis of Absolute Calibration Constant Refinement and Accuracy Evaluation（绝对定标常数精化与精度评估结果与分析）
按方法剔除波束20中偏离均值＞1 dB的异常值后，条带模式2 2024年标准差明显减小。LT-1A波束8与其他波束定标常数差＞1 dB，研究人员以其他波束均值为参考对波束8增益差异校正+1.03 dB；LT-1B各波束差异未超阈值故不校正。精化后LT-1A平均绝对定标常数为6.90 dB，绝对辐射精度由0.40 dB（1σ）提升至0.25 dB（1σ）；LT-1B保持0.38 dB（1σ）。结论：结合内定标趋势识别异常并校正波束间增益差异可有效提高绝对辐射精度。
讨论与结论总结
讨论部分指出，内定标显示TRM发射通道幅值轻微年衰减（LT-1B＞LT-1A），LT-1A绝对定标常数无明显年变化，LT-1B略有下降，表明一定范围内内定标小幅漂移未直接影响辐射精度，二者定量关系需进一步研究；年标准差＞0.40 dB提示可能存在异常值或波束间增益误差。
结论（翻译）：辐射定标建立SAR图像强度与地面目标后向散射系数的函数关系以实现参数定量反演。场地辐射定标给出绝对定标常数但受波束覆盖限制，星载内定标追踪相对变化但无法提供绝对值。本文提出融合星载内定标与场地定标的LT-1 SAR卫星辐射性能监测方法，实现条带模式1月度内定标监测；当SAR载荷轻微退化时，连续场地定标数据可确认偏差并提高辐射精度。后续将持续采集两类数据，在内定标幅值渐降而定标常数无明显变化时剔除波束内异常并校正波束间增益差异，并进一步研究内定标变化对绝对定标常数的影响。该方法为SAR卫星长期辐射性能监测提供了参考。
