CN87102569A

CN87102569A - 绕轨道运行的立体成象雷达的方法和系统

Info

Publication number: CN87102569A
Application number: CN198787102569A
Authority: CN
Inventors: 米尔顿·布鲁斯·胡佛
Original assignee: Goodyear Aerospace Corp
Current assignee: Goodyear Aerospace Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1987-10-28
Also published as: JPS62238480A; US4727373A; EP0240449A2

Abstract

通过采用一种沿轨道运行的、侧视的、收发分置的综合孔径雷达，使得以单通道收集完整的立体数据成为可能。本系统使用至少两艘沿轨道飞行的、在彼此平行的同步轨道中并借助系绳(14)相隔开的宇宙飞船(10-12)。发射机(18)向行星的表面发射雷达信号(26)，此信号被反射回来(28，30)并被两个接收机(由每艘宇宙飞船各携带一个)所接收。当组合这些信号时，其覆盖产生三维图象，从中可以确定垂直高度信息。

Description

在摄影行业中，人们早就知道获得立体航空摄影照片的意义。这种立体照片提供了其中存在垂直高度信息的三维图象。由观察两张重叠的照片就可得到三维图象。人们还知道，通过观察两组重叠的雷达图象也能够获得立体雷达图象;然而，这是难于做到的。在立体摄影术中该对照片具有相同的照射角度，并因之具有相同的阴影，这是因为在照片之间太阳的角度不存在可鉴别的变化。在雷达中，通过发射电磁能脉冲来达到对目标的照射。当前，立体雷达系统需要两个分开的、经过图象区域的通道，用以获得两组雷达图象。在第一通道中，脉冲被发射到目标表面，接着被接收机接收。对随后的通道来说，以不同于第一通道的射角发射第二个脉冲。接着被在不同于第一次记录的位置上的接收机接收。由于发射两束不同的脉冲，两组不同的阴影和（或）反向散射将会产生（这一点与摄影术不同），这将阻止图像的收敛，而导致不好的图像质量。如果采用陡的雷达照射俯角来避免这些阴影，那末，由于区域压缩而损害了图象的精度。为了回避这个问题，已经采取了各种技术。

已被采用和（或）研究的、用于搜集立体雷达图象的一些技术包含多个以不同的地面距离偏移经过待成象表面的通道。这些偏移可能归于从一个通道到另一通道的该行星的旋转。这导致对重叠复盖面的大小的不良的影响，因而角度视差随着轨道的偏心，卫星在该轨道中的位置以及该轨道的园度而强烈地变化。这样，高程比例尺将是变化不定的;对于每项新的轨道条件，必须重新计算高程比例尺。另一种技术必须包括以下操作，即，在后面的轨道上改变天线方向，以改变观察角度。又一种技术需要由第一通道发射和接收雷达信号，而由第二通道用雷达高度表收集垂直高度信息。所有这些技术都必须处理来自一个以上的轨道的数据，以便为精确地确定地形要素的地面位置提供完整的数据。大多数技术被限于某些轨道，并且对这些轨道的一些区段来说不能提供完整的数据。

接收机之间的最大角差被限于天线的波束垂直角度宽度。比较大的角差，由于轨道通道间的行星旋转而消除了所有重叠复盖面，并因此消除了立体图象，而较小的位移给出比较大的重叠复盖面，但具有逐渐小的角差。这样，当前所获得的立体图象仅限于那些非常小的轨道段，这些轨道段在天线的有限的复盖角范围内提供了轨道通道间的位移。对于任何给定的行星轨道方位，大部分行星表面不能被形成立体像。在轨道通道之间将天线重新瞄准，能够增加角差，并且能够对轨道的某些部分给出完全的重叠复盖面;但是，这需要复杂的和精确的天线瞄准控制系统，而只能对有限的纬度范围提供立体图象。

为了提供单一的航空立体雷达技术（包括用于飞机，但不包括用于宇宙飞船）已经提出了几种技术。此外，正如上面所讨论的，这些技术具有许多相同的缺点。在这些技术中，使用单一的飞行器而发射两种不同性能的雷达波束方向图。这种技术需要采用两种扇形波束方向图，用以产生图象上的视差（见G.E.卡尔森（Carlson）写的“用于获得立体雷达图象的技术的性能比较”IEEE Transaction on Geoscience Electronics，VGE-12，P114-122，（1974））。

在F.W.利泊尔（Leberl）写的“卫星雷达通信学”第一篇（Satellite Radargrammetry-Phase Ⅰ）中（工科大学和格拉茨研究中心（Technical University and Graz Research Center），1982年），叙述了上述各种方法的清楚详尽的讨论。

本发明提供一种采用陡的视角而消除了大部分变量、具有与轨道无关的定值的单通道雷达系统。高程比例尺将是固定的，并且仅仅是复盖面范围和轨道高度的函数。因为所需要的角差是自动产生的而与行星的旋转运动无关，所以本系统能够从任何给定的成象轨道、对任何表面位置产生整个待成象的卫星扫描带宽度的立体图象。这样一种雷达系统对于将来的地球资源勘探，地球资源的连续监视和军事上的全天候瞄准任务是非常有用的。

本发明使得以单一通道同时从两个不同观察角收集完整的立体照片的数据成为可能。发射机将信号发射到行星，此信号被反射回来，并且被两个隔开的接收机所接收。每个接收机记录完整的表面图象，但是两个接收机从不同的角度记录，这很象人的眼睛一样。在综合信息时，这两幅图象的不同的复盖产生一幅三维的图象，从中可以确定垂直高度信息。可以通过使用卫星、航天飞机、飞机等等来实施这项技术。

该雷达系统是一种收发分置雷达系统，并提供给若干在互相平行的同步轨道中的宇宙飞船。在最佳实施例中，每艘宇宙飞船还沿共同的飞行路径，或者航迹的地面投影而过。这些宇宙飞船相互隔开一个不变的距离。在最佳实施例中，这些宇宙飞船彼此线性排列成行，并且至少一艘飞船的高度低于其他飞船。可以通过系绳来保持宇宙飞船之间的间隔，这种系绳可以是可伸缩的，这样就可构成一个绕轨道飞行的重力稳定系统。一台发射装置用一艘宇宙飞船携带，用于发射相干的雷达脉冲信号，以照射行星表面，并反射离开行星表面;而两个接收装置各自由一艘宇宙飞船携带，用于接收从相对于待成象表面的不同的垂直角度所收集到的数据。

可以利用系绳，或者以外场（表面波传输线，G-line）能量的形式，或者按照需要使用中继站以作为内场（光波导纤维）能量的形式来进行从一艘飞船到另一艘飞船的数据传输。另一种方法是可以通过微波天线间的数据链路来传输这种数据。可以通过将数据传输到另一个卫星或者传输到遥控地面站来还原来自这个系统的信息。

在上述配置中，不需要测量行星表面上方的高度。借助从发送信号到接收信号所经过的时间长度，可以确定离被成象的表面的线性距离。此外，对于给定的园形轨道，接收角差和间隔是不变的;这种园形轨道考虑到选择这些参数以使性能最佳化。

部署这种雷达系统的方法包括使至少一艘宇宙飞船（这艘宇宙飞船携带至少一艘其他的宇宙飞船）进入绕行星的轨道中运行。通过利用连接在它们之间的系绳，使所携带的飞船（或几艘飞船）或者上升，或者下降。由第一艘宇宙飞船所携带的宇宙飞船能再携带一艘飞船，通过连接在它们之间的系绳可使这再携带上的宇宙飞船或者上升，或者下降。

因此，本发明的一个目的是通过以下方法提供一种改进的雷达系统，即，使相对观察角最佳化并保持不变，而以单一通道收集全部为产生行星表面的整个被照射的扫描带的立体图象所需要的数据。

本发明的另一个目的是提供一种通过把相干的、收发分置雷达部署在环绕行星的轨道的来产生行星表面的立体图象的方法。

本发明的又一个目的是提供一种在观察角之间具有明显的角差的立体雷达系统。

本发明的再一个目的是提供一种重力稳定装置，用于产生行星表面区域的立体图象。

下文是附图的简要的说明，附图中相同的部分带有相同的标号;其中：

图1是使用两艘宇宙飞船的、沿轨道运行的、立体的、侧视的综合孔径雷达系统的示意图。

图2是从一个卫星到另一个卫星传递信号的示意的方法。

图3是使用三艘宇宙飞船的、沿轨道运行的、立体的、侧视的综合孔径雷达系统的示意图。

图4是使用一艘载人宇宙飞船和一艘不载人的宇宙飞船的雷达系统的示意图。

图5是用于构成重力稳定雷达系统的装置的示意图。

图6是用于构成重力稳定雷达系统的装置的另一个示意图。

这个雷达系统使得有可能通过使用一种沿轨道运行的、侧视的综合孔径雷达（SAR）而以单通道收集立体图象。在SAR系统中，相干的电磁脉冲信号被发射到行星的表面，并在那里被反射。反射脉冲在同与原先的发射脉冲相同的相干参考频率相加之后，被接受和记录下来。被记录的数据是一种全息图，必须将它们相互关联，以便正确地观察图象。可以用光学方法，或者用数字方法来进行这种关联。

为了构成根据本发明的地面成象雷达系统，把一种至少具有一台发射机和两台接收机的综合孔径雷达设置在环绕行星的轨道上。可以通过将一台发射机设置在一艘宇宙飞船上并将接收机中的至少一台设置在不同的宇宙飞船上来达到以上目的。当发射和接收信号时，宇宙飞船的间隔是不变的，用以使这种间隔保持不变的一种方法是提供一种重力稳定系统;在这种系统中，通过系绳或者缆索将宇宙飞船彼此连接并使一艘宇宙飞船的位置低于其余的飞船。每一艘宇宙飞船沿着位于待成象区域的相同一侧的飞行路径运行。这些飞行路径不跨越待成象的区域，而是位于其一个侧边。这就构成一种单一的侧视雷达系统。

立体图象中所需要的垂直放大量确定了飞船之间的间隔。如果增加飞船和待成象表面之间的垂直角的差别，那末，垂直放大量和间隔也将增加，导致系绳的长度和加在系绳上的力都增加了。这样，因为系绳的长度和直径（对于给定的系绳材料）两者都增加了，所以系绳所包含的体积和质量增加了。在某些情况下，这可能是一种限制因素。在重力稳定系统中，由于较低的宇宙飞船进入行星的上部大气层而足以牵引它离开所希望的相对于较高的宇宙飞船的垂直位移，所以宇宙飞船间的间隔也可能受到限制。

在这种应用条件下，因为起稳定作用的重力使系绳处于拉伸状态并因此使它成一条直线，所以系绳不必是柔性的。但是，为了使系绳所包含的体积最小，系绳必需是柔性的。系绳的贮存卷盘的中心部分是未充分利用的空间，如果系绳是柔性的，足以把它绕在小直径的卷盘上，那末，就可以使滚筒的直径减至最小值。系绳还必需具有高的强度对重量的比值，以便对给定的所需要的强度使其直径减至最小值，从而使所包含的体积和质量减至最小值。此外，因为穿过行星磁场的长导线会产生感应电流，此电流在缆索的两端产生很大的电位差，所以系绳还必需是非导电性的。需要一种多股缆绳以满足飞行可靠性的要求。目前，最好的办法是使用诸如芳香族尼龙，例如伍德伊尔轮胎和橡胶公司（The Good year Tire and Rubber Company）的有名的商品Flexten，来满足这些所需要的材料特性（高的强度和重量的比值，柔软性，非导电性）。

发射机在垂直于飞行路径的方向上发射相干的雷达信号，用以照射待成象的区域。该信号从待成象的区域被反射并且沿着两种不同的接收角度被接收机所接收。所接收的数据可以被发射到那些用以处理和记录数据的人造卫星中的一个。可以通过使用数字链路或者利用系绳，按照需要或者以外场（表面波传输线）能量的形式，或者以内场（光波导纤维）能量的形式（使用中继站）来达到以上目的。可以通过或者将数据传输到另一个卫星或者传输到地面站来还原来自这个系统的信息。能够检测运动平衡中的差异，并把它转播到低位卫星，提供给姿态和运动校正助推器。这种校正的幅度应当不大，因为加在低位卫星上的力是指向行星的，这样，偏离正确位置的运动仅仅起因于外部的干扰，例如陨石微粒的碰撞，太阳风压力等。

可以通过把从后进（最大航程）数据收集到的数据平均偏移出现率同先进（最小航程）数据的平均偏移出现率作比较来确定运动中的差异。如果不存在旋转和位移偏差，那未平均偏移出现率将是适当的，并且对两种航程是相同的。如果平均偏移出现率高于适当值，那未宇宙飞船已经旋转，天线的指向超过了所要求的角度（垂直于轨道路径），或者宇宙飞船正在将对轨道路径的垂线向着待成象的区域平移。如果平均偏移出现率较低，那末，天线已经向后部旋转，或者飞船向离开待成象区域的方向平移。因为对于旋转位移和平移位移来说，平均偏移出现率、幅度和方向误差以及近程和远程误差的比值是不同的，所以，一个给出的被测得的误差、幅度、方向和比值表示旋转和平移位移的特殊组合。计算这种组合，实施适当的校正助推器的起动次数和持续时间，以便使宇宙飞船恢复正确的姿态和位置。

现在参考图1，其中用图说明了一种使用两颗人造卫星（用标号10和12标明）的雷达系统。这些卫星可以具有相同或者不同的质量，但是，最好使靠近行星表面的卫星装载发射机。通过使用连接到每个卫星的系绳14来维持卫星10和12之间的间隔SP。较低的卫星12包含外壳16，发射机18、接收机22以及发射和接收天线20。较高的卫星10包含外壳16接收机22和接收天线24。人们相信，通过把发射机安置在至少一台接收机的下方的方法，将减少由于雷达盲区造成的立体图象的退化，从而提供改进的立体图象的质量。这是由于使所接收的两组数据中的阴影（Shadow）成为相同的原因。然而，卫星10也可能位于卫星12的下方，如位置10A的影象所示。

卫星10和12都被安置在位于待成象表面的相同一侧的飞行路径上。发射机18将相干的电磁能脉冲26通过天线20发射到待成象的表面。沿着发射角θ_T，在垂直于飞行路径的方向上发射这种脉冲。该脉冲在照射角θ_L的范围内以扇形束或者笔形束从天线传播到待成象的表面。

被发射的脉冲26照射待成象的表面，并且在那里被地面物体散射和反射。部分反射脉冲28沿着角度θ₁返向天线20，而另一部分反射脉冲30沿着另一个角度θ₂返向天线24和另一个接收机22。反射脉冲28和30分别由天线20和24接收。卫星12的接收机22接收来自天线20的数据，而卫星10的接收机22接收来自天线24的数据。

可以将在每台接收机上接收的数据分开或者合在一起处理和记录。最好将接收到的数据在一个地方处理和记录。可以通过采用数据链路（概括地用标号32表示）的方法来达到上述目的。该数据链路32包括接收机及其天线34以及接收机及其天线36。把由接收机22接收到的数据用电信号的形式传输到数据链路的发射机及其天线34，在这里，如所示的那样通过线路37将这些数据传送到数据链路的接收机及其天线36。经由数据链路32以及由卫星12的接收机22所接收到的数据以电信号的形式被传送到处理机38进行处理，然后传送到记录器40。可以通过其他数据链路（未示出）把已处理的数据输送到地球或其他卫星。如图2中所示，另一种方法是，把来自接收机22的数据以电信号的形式输送到与系绳14连接的发射机42，以便通过系绳输送一种被导的光波信号，这种信号被接收机44接收并反向地变换成电信号，被输送到数据处理机38。

如图1中所示，可以由一艘宇宙飞船携带运动传感装置46。可以用传感器46测定另一颗卫星的波动平面，并控制小推力助推器48，以便把这种波动保持在允许的限度内。可以通过图1的线路46A，经由数据链路32或者通过图2的线路46B，经由系绳14，把来自传感器46的信号传送到推力助推器。

观在参考图3，其中给出本发明的另一个实施例，它使用三颗分别用标号50，52和54标明的卫星。在本实施例中，最好使中间的卫星52包含总质量的尽可能大的部分，并且较高的卫星50和较低的卫星54具有相同的质量。如果这样安排的话，那末，中间的卫星52将是雷达系统的重心。通过使用两根系绳14（一根连接卫星50和52，另一根连接卫星52和54）来维持间隔sp和sp′。在本实施例中，一个卫星携带发射机18和只发射的天线56，而其余卫星各自携带接收机22和只接收的天线24。可以将发射机18安置在三个卫星中的任何一个，同时把接收机安置在其余两个卫星上;但是，通过把发射机18安置在中间的卫星52上，可以使观察角之间的差别（θ₂-θ₁）达到最大，从而可能提供最大的分辨率。如上所述可以使用经由卫星之间数据链路32（包含发射机及其天线34和接收机及其天线36）的传送或者使用上述系绳的通信以便把所接收的数据传送到处理机38，记录机40和（或）以便提供卫星之间的运动补偿。

对本实施例的改进可以是在每个卫星上使用一台接收机。附加的第三个接收机（未示出）以及附加的雷达接收天线或者以发射/接收天线代替中间的卫星52的只发射的天线56，提供了有价值的多余信息而仅增加少量费用。当有足够的记录或者地面数据链路能力可利用时，可以记录和（或）传送所有三组所接收的数据;当没有这种条件时，如果由于任何原因，使得来自其他接收机中任何一个的数据不能利用，那未这第三组数据便可被用来代替不能用的数据。以上情况可能起因于雷达接收机、雷达接收天线、卫星内部数据链路或者甚至整个较高的或者较低的卫星的损伤。

如果由于系绳的故障而失去较高的或者较低的卫星，那末，通过操纵剩下的两颗卫星进入具有它们之间的重心的稳定的圆形轨道，本系统仍能提供完整的立体照片的数据。可以通过操纵助推器来达到以上目的。如果采用可变方向的天线，那末应当使天线改变方向，以便回到原来的地面扫描带复盖面，这将仅仅导致立体垂直放大量的减小（这是由于垂直角差的减小）。如果天线不能改变方向，那未应当操纵剩下的卫星回到剩下的卫星对的原来的轨道高度。可以通过加大或者减小卫星对的轨道速度来达到以上目的。

图4说明本发明的一个实施例，它使用载人宇宙飞船，例如美国国家航空和航天管理局（NASA）的航天飞机（概括地用标号58标明），以及一颗辅助卫星60。航天飞机58可以装有接收机22以及接收独有的天线24，而辅助卫星60可以装有发射机18，接收机22以及发射/接收天线20。可以把接收到的数据如上述的那样发送回到航天飞机58或者分开加以记录。航天飞机58装有能够收藏系绳14的绞盘或者卷盘62，用于当进入轨道时放开卫星60，而在重入大气层前又把卫星收回。采用这种方案时，装在航天飞机58中的接收机22（航天飞机58处在地球上空150英里的圆形轨道中）和装在位于航天飞机下方的卫星60中的接收机22之间的垂直间隔SH可以是50英里，这将给出等于2的垂直放大量，这被认为接近立体观察的理想值。如果待成象的区域的中心离开天底点（在航天飞机的正下方）65英里，那末将能够达到以上的垂直放大量。如果待成象区域进一步离开天底点，那末垂直放大量将减小;如果两者靠近，那末垂直放大量将加大。对于这种轨道结构，θ₁将近似等于57度，而θ将近似等于67度。这是足够徒的照射角度，以致为了方便起见，可以将发射机在航天飞机中保持不动，此时由于阴影所造成的立体图象的损害是可以接受的。例如，从机舱向下调度拴着系绳的卫星的便利（与此相反的是围绕机翼向上或通过宇宙飞船的热屏蔽底部向上），以及希望在巨大的飞船中保留发射机的质量，这两者可能胜过从较低的飞船照射，以获得小的阴影的选择。采用以上间隔SH和一颗1，000磅重的卫星60，使用目前已有的材料，例如Flexten^TM，可以将系绳或者缆绳14收藏在一个近似地仅有24英寸长和24英寸直径的卷盘62上。系绳应当包含四股的4倍剩余度，其中任一股都能承受全部负载（尽管降低了安全系数）。

载人宇宙飞船58也能够被用来与图1或者图3中所示的雷达系统相连接。图1的雷达系统能够同航天飞机58一起使用，此时利用卷盘62使两颗卫星10和12的位置降低。同样可以使用图3的卫星50、52和54。在每一种情况下，航天飞机能够象诸卫星中的一颗卫星那样装有处理机38和记录装置40。

现在参考图5，其中说明一种用图1或图3的实施例来形成立体图象的重力稳定装置（用标号64标明）。装置64具有一个调度装置，这个调度装置包含安装在一艘宇宙飞船66的外壳16中的绞盘或者卷盘62。系绳14的一端同卷盘连接，而另一端14a同飞船68的外壳16连接。可以用马达驱动卷盘或者绞盘62，用于放出系绳14，以便形成外壳之间的必要的间隔。也可以使用卷盘62来收回系绳14，从而根据需要改变间隔距离。该调度装置还需要一个推进装置70，以便提供使卫星开始运动的起始动力。该推进装置可以是一个盘绕的弹簧或者小型推进器。放出系绳的速率的确定与推进装置70提供的起始动力有关。同样，如果需要，也可以通过使用飞船66中的另一个卷盘62A以及另一个推进装置70A，对第三艘飞船72进行调度。

现在参考图6，其中说明了另一种用于形成重力稳定立体成象雷达的装置（用标号74标明）。第一艘飞船76具有外壳16，外壳16具有由活动部分16A构成的开口。飞船76在其内部携带另一艘具有外壳16B的飞船78;如果飞船78在其内部携带另一艘飞船80，那末，外壳16B也可以具有由外壳的活动部分16C构成的开口。打开活动部分16A，通过调度装置（它包括卷盘62，系绳14和推进装置70）可以将卫星78降落。如果飞船78在其内部携带飞船80，那末，它也将携带卷盘62，系绳14以及推进装置70。

为说明本发明已经给出以上这些描述和细节;很清楚，本领域的技术人员可以由此作出各种变化和（或）改进而不离开本发明的原始精神和范围。

Claims

1、一种用于使行星的表面区域成象的沿轨道运行的、立体的、侧视的综合孔径雷达系统，其特征在于：

-若干在空间以预定的距离隔开的、在彼此平行的同步轨道中并沿对着所述区域的一侧的飞行路径而过的宇宙飞船；

-一台由一艘飞船携带的发射装置，用于发射相干的雷达信号脉冲以照射所述表面并由所述表面反射，并且该发射装置被适当取向，以便在垂直于所述飞行路径的方向，沿着和所述待成象的表面有关的预定的垂直角度发射所述的信号；

-两台由不同的飞船分别携带的接收装置，用于各自接收一组从相对于待成象表面的不同的垂直角度所收集到的与所述反射信号相应的数据，包含高度和相位信息；

其中所述发射装置与所述接收装置交替工作，以便将后起的脉冲信号与前边的反射信号分离。

2、如权利要求1所述的雷达系统，其特征在于：所述宇宙飞船被设置在所述行星表面上空不同的高度上。

3、如权利要求2所述的雷达系统，其进一步的特征在于：有效地连接在每艘所述飞船之间的系绳，用于保持它们之间的所述间隔;其中至少一艘飞船被基本上置于另一艘飞船的正下方，并且比其它飞船更靠近行星表面。

4、如权利要求3所述的雷达系统，其进一步的特征在于：由至少一艘飞船携带的调度装置，用于有效地调度所述系绳和至少一艘其余的飞船进入轨道。

5、如权利要求4所述的雷达系统，其进一步的特征在于：所述宇宙飞船和所述行星各自具有重心，其中所述宇宙飞船和所述行星基本上彼此成一直线排列，此直线穿过它们各自的所述重心。

6、如权利要求5所述的雷达系统，其进一步的特征在于：

-由一艘所述飞船所携带的处理装置，它有效地接收和处理两组所述数据，其中所述两组数据的复盖中的差别提供了垂直高度信息和立体图象;以及

-用于记录所述已处理的数据的记录装置。

7、如权利要求6所述的雷达系统，其进一步的特征在于：与所述处理装置电连接的，由一艘所述宇宙飞船携带的初级数据链路发射装置，用于将已处理的数据发送到遥控接收站。

8、如权利要求7中所述的雷达系统，其进一步的特征在于：

-由至少一艘所述宇宙飞船携带的，用于检测所述宇宙飞船和另一艘宇宙飞船在运动和姿态方面的差别的传感器装置;以及

-由至少一艘所述宇宙飞船携带的，有效地接收和响应来自所述传感装置的信号的姿态和运动校正装置，用于为所述宇宙飞船提供姿态和运动补偿。

9、如权利要求8所述的雷达系统，其进一步的特征在于：

-由一艘所述宇宙飞船携带的，用于把所述接收到的数据发送到所述另一艘宇宙飞船的次级数据链路发射装置;以及

-由所述另一艘宇宙飞船携带的、与所述处理装置电连接、用于接收和将来自所述次级数据链路发射装置的所述发射数据输入到所述数据处理装置的数据链路接收装置。

10、如权利要求8中所述的雷达系统，其进一步的特征在于：

-由至少一艘宇宙飞船携带的并与所述系绳装置有效地连接的次级发射装置，用于将所述接收信号经由所述系绳装置发送到另一艘所述飞船;以及

-由所述另一艘宇宙飞船携带并和所述处理装置连接的接收装置，用于接收并将所述发射数据输入到所述数据处理装置。

11、如权利要求5中所述的雷达系统，其进一步的特征在于：由至少一艘所述宇宙飞船携带的，用于记录所述数据的记录装置。

12、如权利要求11中所述的雷达系统，其进一步的特征在于：

-由一艘所述宇宙飞船携带的，用于所述接收数据发送到所述另一艘宇宙飞船的次级数据发射装置;以及

-由所述另一艘宇宙飞船携带并和所述记录装置电连接的次级数据接收装置，用于接收并将来自所述次级数据链路发射装置的所述发射信号输入到所述记录装置。

13、如权利要求12中所述的雷达系统，其进一步的特征在于：

-由至少一艘所述宇宙飞船携带的，用于检测所述宇宙飞船同另一艘所述宇宙飞船在运动和姿态方面的差别的传感器;以及

-由至少一艘所述宇宙飞船携带的，有效地接收和响应来自所述传感器装置的信号的姿态和运动校正装置，用于为所述宇宙飞船提供姿态和运动补偿。

14、如权利要求13中所述的雷达系统，其进一步的特征在于：由一艘所述宇宙飞船携带并同所述记录装置电连接，用于把所述记录数据发送到遥控接收站的初级数据链路发射装置。

15、一种提供行星的表面区域的立体图象的方法，其特征在于：

（a）在环绕该行星的轨道中部署第一宇宙飞船，所述宇宙飞船携带至少另一艘宇宙飞船，并且所述轨道具有对着所述待成象区域的一侧的飞行路径;

（b）把该被携带的宇宙飞船部置在重力稳定轨道运行系统中，其中所述宇宙飞船彼此基本上成一直线排列并且在空中以预定的距离相间隔，至少有一艘宇宙飞船显著地位于下方，比其他宇宙飞船更靠近行星，并且其中通过有效地连接在所述宇宙飞船之间的系绳来维持所述间隔;

（c）所述系统沿所述飞行路径通过;

（d）从一艘宇宙飞船，在垂直于所述飞行路径的方向上，沿相对所述待成象表面的预定角度发射相干的雷达脉冲信号，用以照射所述表面，并从所述表面反射;

（e）一艘宇宙飞船接收对应于沿着第一预定的接收角所接收的所述反射信号的第一组数据，包含幅度和相位信息;

（f）另一艘宇宙飞船接收包含幅度和相位信息的、对应于沿着第二预定的接收角所接收的所述反射信号的第二组数据。

16、权利要求15的方法，其进一步的特征在于下述步骤：

（g）用相关法处理所述第一和第二组数据，包括把它们与相干的参考频率相加，其中所述两组数据的复盖中的差别提供了垂直高度信息和立体图象。

17、权利要求16的方法，其进一步的特征在于下述步骤：

（h）把至少一组接收到的数据发送到数据处理机，以便处理。

18、权利要求17的方法，其进一步的特征在于下述步骤：

（i）记录所述相关数据;

（j）经由一数据链路从一艘这样的宇宙飞船发送到遥控接收站;

（k）补偿这样的宇宙飞船相互间在运动和姿态方面的差别。

19、提供行星的表面区域的立体图象的方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）把若干艘宇宙飞船部署在重力稳定的轨道运行系统中，其中所述宇宙飞船大体上成一直线排列，并在空中以预定的距离相互隔开，此系统具有至少一艘宇宙飞船显著地位于下方并且比其他宇宙飞船更靠近行星，所述轨道具有对着所述待成象区域一侧的飞行路径;

（b）所述系统沿所述飞行路径通过;

（c）从一艘宇宙飞船，在垂直于所述飞行路径的方向上，沿相对所述待成象表面的预定垂直角度发射相干的雷达脉冲信号，用以照射所述表面区域，并从所述表面区域反射;

（d）一艘宇宙飞船接收对应于沿第一预定的接收角接收到的所述反射信号的第一组数据，包含幅度和相位信息;以及

（e）另一艘宇宙飞船接收包含幅度和相位信息的、对应于沿着第二预定的接收角所接收的、所述反射信号的第二组数据。

20、权利要求19的方法，其进一步的特征在于下述步骤：

（f）用相关法处理所述第一和第二组数据，包括把它们与相干的参考频率相加，其中两组数据的复盖中的差别提供垂直高度信息和立体图象;

（g）记录所述相关数据;以及

（h）经数据链路从一艘这样的宇宙飞船发送到遥控的接收站;

21、一种用于提供行星的表面区域的立体图象的重力稳定装置，其特征在于包括：

-若干能绕行星表面作轨道运行的壳体;

-有效地连接在这些壳体之间的，适合于提供这些壳体之间的预定间隔的系绳;

-一台由一个壳体携带的发射装置，用于发射相干的雷达脉冲信号，以照射这样的表面并从这样的表面反射;

-两台由不同的壳体分别携带的接收装置、每一装置用来接收对应于沿不同的接收角度所接收的反射信号的一组数据;以及

-其中所述发射装置与所述接收装置交替工作，以便把后起的脉冲信号同先前的反射信号分离。

22、权利要求21的装置，其进一步的特征在于：

由至少一个壳体携带的至少一个调度装置，用于释放或者收回所述系绳，以提供所述壳体之间的所述间隔。

23、权利要求22的装置，其进一步的特征在于：

由一个壳体携带的处理装置，用于对所述几组数据进行包括相关的处理，其中所述数据的复盖中的差别提供包括垂直高度信息的立体图象。

24、权利要求23的装置，其进一步的特征在于：

-由一个这种壳体携带的，用于记录所述已处理的数据的记录装置;以及

-用于提供初始动力，以推离所述壳体的装置。

25、权利要求24的装置，其进一步的特征在于：

由至少一个这种壳体携带的，用于把所述接收数据发送到所述处理装置的装置。

26、权利要求25的装置，其进一步的特征在于：

-由一个这种壳体携带的，与所述处理装置电连接以便将已处理的数据发送到遥控接收站的初级数据链路发射装置;

-由至少一个这种壳体携带的、用于检测这种壳体相对于其他这种壳体在运动和姿态方面的差别的传感器装置;以及

-由至少一个这种壳体携带的、有效地接收并响应来自所述传感器的信号、用于给这种壳体提供姿态和运动补偿的一种姿态和运动校正装置。

27、权利要求22的装置，其中至少一个其他这种壳体具有下述特征：

-其中具有至少一个开口并携带至少一个附加壳体的壳体;

-有效地连接在所述壳体之间、适合于提供它们之间的预定间隔的系绳;

-由所述其他壳体携带的、用于给所述附加壳体提供初始推力的至少一个这种分离装置;以及

-由所述其他壳体携带的，用于释放或者收回所述系绳，以提供所述壳体之间的所述间隔的至少一个这种调度装置。

28、权利要求22的装置，其进一步的特征在于：

-由至少一个这种壳体携带的，用于记录所述几组数据的记录装置;以及

-用于提供初始动力，以推离所述壳体的装置。

29、权利要求28的装置，其进一步的特征在于：

由至少一个这种壳体携带的，用于把所述接收数据发送到所述记录装置的装置。

30、权利要求29的装置，其进一步的特征在于：

-由一个这种壳体携带的，与所述记录装置电连接以便把数据发送到遥控的接收站以供处理的初级数据发射装置;

-由至少一个这种壳体携带的、有效地接收并响应来自所述传感器装置的信号、用于给这种壳体提供姿态和运动补偿的一种姿态和运动校正装置。

31、一种用于提供行星的表面区域的立体图象的重力稳定装置，其特征在于：

-其中具有至少一个开口并携带至少一个其他壳体的第一壳体，所述这些壳体能够绕行星的表面作轨道运行;

-有效地连接在这种壳体之间、适用于提供它们之间的预定间隔的系绳;

-一台由一个壳体携带的发射装置，用于发射相干的雷达脉冲信号，以照射这种表面并从这种表面反射;

-两台由不同的壳体分别携带的接收装置、每一装置用来接收对应于沿不同的接收角度所接受的反射信号的一组数据;

-其中所述发射装置与所述接收装置交替工作，以便把后起的脉冲信号同先前的反射信号分离;

-由所述第一壳体携带的、用于给这种其他壳体提供初始推力，使它们穿过所述开口的至少一个分离装置;以及

-至少由所述第一壳体携带的，用于释放和收回所述系绳，以提供所述壳体之间的所述间隔的至少一个调度装置。

32、权利要求31的装置，其进一步的特征在于：

由一个壳体携带的处理装置，用于对几组数据进行包括相关的处理，其中所述数据的复盖中的差别提供了包括垂直高度信息的立体图象。

33、权利要求32的装置，其进一步的特征在于：

由一个这种壳体携带的，用于记录所述已处理的数据的记录装置。

34、权利要求33的装置，其进一步的特征在于：

由至少一个种壳体携带的，用于把所述接收数据发送到所述处理装置的装置。

35、权利要求34的装置，其进一步的特征在于：

-由一个这种宇宙飞船携带的、与所述处理装置电连接以便把已处理的数据发送到遥控接收站的初级数据链路发射装置;

-由至少一个这种壳体携带的，用于检测这种壳体相对于其他这种壳体在运动和姿态方面的差别的传感器装置;以及

-由至少一个这种壳体携带的、有效地接收并响应来自传感器装置的信号，用于向这种壳体提供姿态和运动补偿的姿态和运动校正装置。