從陳錕山“投共”說開去 臺(tái)灣合成孔徑雷達(dá)發(fā)展

彭海

臺(tái)灣媒體報(bào)道，島內(nèi)中央大學(xué)通訊系統(tǒng)研究中心主任陳錕山于2013年8月離職，前往中國大陸，并入選大陸吸收海外人才的“千人計(jì)劃”，在“遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”任職。由于陳錕山是臺(tái)灣乃至亞洲遙感測(cè)繪領(lǐng)域的頂尖人才，曾擔(dān)任中央大學(xué)太空及遙測(cè)研究中心、通訊系統(tǒng)研究中心及前瞻科技研究中心主任，長期參與“中科院”、“國防部電展室”及“國安局”的研究計(jì)劃，僅在臺(tái)灣“科技部”官網(wǎng)上列出的近20年所主導(dǎo)的研究項(xiàng)目就多達(dá)102項(xiàng)，總金額5.2億元（新臺(tái)幣，下同），因此他的離去引發(fā)島內(nèi)關(guān)于軍事機(jī)密外泄大陸的猜疑。

隨著陳錕山“投共風(fēng)波”持續(xù)發(fā)酵，臺(tái)灣“國防部”不得不出面澄清，強(qiáng)調(diào)陳錕山在前幾年與交通大學(xué)、元智大學(xué)、聯(lián)合大學(xué)等參與的“中科院”委托研究項(xiàng)目以及“國防部電展室”的評(píng)估案，都屬于基礎(chǔ)性學(xué)術(shù)合作領(lǐng)域，并非武器關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，因此無涉敏感性。此外，“中科院”委托的研究案，每年年終時(shí)都會(huì)公開舉行論文發(fā)表，足見不具有敏感性。臺(tái)灣“國安局”也跟著表示，他們對(duì)新技術(shù)發(fā)展都會(huì)先行切割研究分項(xiàng)，再委托學(xué)術(shù)單位進(jìn)行基礎(chǔ)研究，并與“國安局”實(shí)際工作進(jìn)行隔離，因此陳錕山的研究內(nèi)容不涉“國安機(jī)敏”。2014年5月28日，到“立法院”接受質(zhì)詢的新任“國安局長”李翔宙則表示，陳錕山到大陸任職，對(duì)大陸確有幫助，但對(duì)臺(tái)灣安全沒有影響。那么，陳錕山去職投奔大陸，實(shí)情是否真如“國防部”、“國安局”所言對(duì)臺(tái)灣沒有影響嗎？

陳錕山其人

2006年12月4日，陳錕山獲得象征電機(jī)工程界最高榮譽(yù)的2007年IEEE會(huì)士（IEEE Fellow，國際電機(jī)電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)士），他也成為遙感測(cè)繪（Remote Sensing）領(lǐng)域中首位獲此殊榮的臺(tái)灣學(xué)者。時(shí)任中央大學(xué)校長李羅權(quán)稱，陳錕山的主要研究領(lǐng)域是合成孔徑雷達(dá)圖像分析技術(shù)，不但在臺(tái)灣首屈一指，更在世界上占有一席之地。李羅權(quán)在2013年底訪問日本時(shí)，日方還提出希望中央大學(xué)太遙中心協(xié)助提高合成孔徑雷達(dá)圖像分析技術(shù)。知情人士稱，陳錕山的主要研究領(lǐng)域是建立“微波散射模型”，經(jīng)由地表探測(cè)，了解土壤含水量，由此了解全球氣候變化與農(nóng)業(yè)發(fā)展。陳錕山還將合成孔徑雷達(dá)（SAR）圖像用于地質(zhì)勘探、海洋監(jiān)測(cè)、地貌萃取，或探測(cè)地層下陷、地表破裂、港灣船只等，無論對(duì)軍事還是民生都有重大影響。

2001年8月至2004年7月，陳錕山擔(dān)任中央大學(xué)太遙中心主任，時(shí)值臺(tái)灣軍方推進(jìn)“浩全項(xiàng)目”，即臺(tái)灣購買以色列國際衛(wèi)星圖像公司 EROS-A1商用衛(wèi)星的部分區(qū)域控制權(quán)，中央大學(xué)太遙中心就是衛(wèi)星信號(hào)接收站，陳錕山對(duì)整個(gè)運(yùn)作流程非常清楚。2002年7月31日，臺(tái)灣“總統(tǒng)”陳水扁在“國安局長”蔡朝明陪同下，秘密視察中央大學(xué)太遙中心和“國安局”設(shè)在中央大學(xué)的“前瞻通信實(shí)驗(yàn)室”（即陳錕山后來擔(dān)任主任的“前瞻科技研究中心”前身），參觀EROS-A1圖像接收處理作業(yè)流程，當(dāng)時(shí)就是由陳錕山接待的。陳水扁視察當(dāng)天，“國安局”和太遙中心還贈(zèng)送陳水扁一幅攝于2001年10月5日的臺(tái)南縣官田鄉(xiāng)西莊村彩色衛(wèi)星圖像，那里正是阿扁的老家。

很顯然，從陳錕山在中央大學(xué)的任職和多年主持多項(xiàng)敏感單位委托的研究項(xiàng)目可知，他與島內(nèi)“國安”、軍情部門關(guān)系密切，因此他投奔大陸的舉動(dòng)，對(duì)臺(tái)灣完全沒有影響很難令人信服，但影響層面有多大，則要從他的專長，即合成孔徑雷達(dá)圖像分析技術(shù)著手了解。

什么是合成孔徑雷達(dá)？

普通人可能不清楚雷達(dá)除了探測(cè)目標(biāo)外，也能產(chǎn)生目標(biāo)物的外觀圖像，這就是雷達(dá)執(zhí)行主動(dòng)遙感測(cè)繪的原理，而合成孔徑雷達(dá)則是雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的延伸。

合成孔徑雷達(dá)（Synthetic-Aperture Radar，SAR）屬于一種微波成像雷達(dá)，通過由安裝雷達(dá)天線在衛(wèi)星或飛機(jī)等平臺(tái)上，應(yīng)用移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)原理，合成較大的等效天線孔徑，得以改善方位方向空間分辨率。該雷達(dá)是不受晝夜氣候影響的主動(dòng)式遙感測(cè)繪系統(tǒng)，已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與地圖測(cè)繪等。合成孔徑的原理是由英國劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室（Cavendish Laboratory）的馬丁·里爾（Martin Ryle）教授發(fā)現(xiàn)的，他因此獲得1974年諾貝爾物理獎(jiǎng)。早在1951年，美國固特異公司就提出使用多普勒分析辦法來改善機(jī)載雷達(dá)方位分辨率。1953年7月，美國人成功獲得第一張合成孔徑雷達(dá)圖像，1957年美國使用光學(xué)模擬處理器，做出X波段雷達(dá)的第一幅完全聚焦的正側(cè)視條帶工作模式的合成孔徑雷達(dá)圖像。由于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)速度還不能滿足處理合成孔徑雷達(dá)成像的要求，因此只好使用光學(xué)模擬成像。

一幅合成孔徑雷達(dá)圖像的原始數(shù)據(jù)量通常是上億字節(jié)，且合成孔徑雷達(dá)成像的算法復(fù)雜，每個(gè)像素需要1000次左右的浮點(diǎn)運(yùn)算。20世紀(jì)70年代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，為合成孔徑雷達(dá)圖像處理提供了硬件基礎(chǔ)，合成孔徑雷達(dá)的信號(hào)處理也由模擬式轉(zhuǎn)向數(shù)字式處理。80年代美國研制一系列先進(jìn)的多波段、多極化、多入射角的機(jī)載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)成像處理器，合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展因此突飛猛進(jìn)，美國空軍的E-8“聯(lián)合星”（J-STARS）指揮機(jī)系統(tǒng)就是當(dāng)時(shí)的杰作。

合成孔徑雷達(dá)圖像提供地表物對(duì)于電磁波的背向散射回波強(qiáng)弱，在未經(jīng)輻射校正的圖像數(shù)據(jù)上，每個(gè)像素只是記錄回波強(qiáng)弱信號(hào)，其中伴隨著不同的天線增益、入射角與斜距展度等系統(tǒng)性效應(yīng)，必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)妮椛湫Ｕ龍D像，每個(gè)像素才能顯現(xiàn)地表物的散射特性。也就是說，必須以數(shù)字方式來處理及儲(chǔ)存雷達(dá)反射脈波的強(qiáng)度與相位數(shù)據(jù)，因此必須使用昂貴的專業(yè)軟件進(jìn)行復(fù)雜的合成處理過程，才能獲得極高的空間分辨率雷達(dá)圖像，后續(xù)作業(yè)處理比光學(xué)圖像復(fù)雜，判讀人員也需要更多訓(xùn)練。endprint

不可或缺的天眼

遙感測(cè)繪衛(wèi)星若以對(duì)遙感測(cè)繪圖像的成像能量來源分類，可分為“被動(dòng)”及“主動(dòng)”兩種。被動(dòng)遙感測(cè)繪是指量測(cè)目標(biāo)物本身發(fā)出的能量而形成圖像，例如觀測(cè)目標(biāo)物反射太陽光的“可見光”圖像，或觀測(cè)目標(biāo)物發(fā)射熱輻射的“紅外光”熱圖像。主動(dòng)遙感測(cè)繪是指遙感測(cè)繪儀器本身對(duì)外發(fā)出成像的能量，傳感器量測(cè)目標(biāo)物反射此能量而形成圖像，例如聲波/超聲波圖像、聲吶、雷達(dá)等。合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星是主動(dòng)發(fā)射雷達(dá)波，所以是屬后者。

對(duì)于光學(xué)儀器，由于地面與衛(wèi)星的距離及感光點(diǎn)大小是固定的，如果希望分辨率越高，儀器焦距就要越大，因此儀器就要越大越重，而衛(wèi)星軌道一旦固定，分辨率就固定了。對(duì)于合成孔徑雷達(dá)而言，分辨率受頻率及天線等影響，與衛(wèi)星飛行高度無直接關(guān)系，高分辨率并不非要對(duì)應(yīng)大天線或大衛(wèi)星，也不一定對(duì)應(yīng)衛(wèi)星的技術(shù)復(fù)雜性。在正常情況下，1000千米軌道高度上運(yùn)行的人造衛(wèi)星，若天線寬度為10米，雷達(dá)圖像分辨率為10千米，很難滿足地表監(jiān)測(cè)的需求，后來才發(fā)展出合成孔徑雷達(dá)技術(shù)來提升圖像分辨率。

合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的基本原理是在衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，通過由快速地重復(fù)發(fā)射雷達(dá)波，再將這些連續(xù)且重疊的回波數(shù)據(jù)加以解算，就能達(dá)到提升圖像分辨率的效果。這個(gè)方法有點(diǎn)像在太空中沿著人造衛(wèi)星軌道建造一座龐大的的虛擬天線，再利用這座龐大的虛擬“合成孔徑”天線把雷達(dá)分辨率提高千倍以上。

另外，光學(xué)圖像是以顏色和明暗來分辨目標(biāo)和觀察外形，雷達(dá)則是完全的“色盲”，但經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，可對(duì)不同的雷達(dá)反射層次加以不同的顏色，使之接近光學(xué)圖像，還可以像“X光”穿透地表植被，探測(cè)地表的粗糙度和獲取深度信息，同時(shí)還能凸顯地表材質(zhì)等特征。在對(duì)海面監(jiān)測(cè)時(shí)，因合成孔徑雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的表面材質(zhì)可以明顯分辨，所以可以明顯描繪出海上的油污，但在光學(xué)圖像中，油污與海面幾乎是相同顏色。合成孔徑雷達(dá)還能明顯分辨目標(biāo)表面的起伏，所以可以清晰看到海浪。

合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的其他優(yōu)點(diǎn)，還包括可穿透云層不受天氣影響，主動(dòng)式系統(tǒng)不受太陽照射影響，可以在夜間執(zhí)行任務(wù)。另外，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的軌道選擇，不必考慮普通光學(xué)成像衛(wèi)星的高傾角太陽同步軌道，可大幅縮短重復(fù)偵察照相時(shí)間。

合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的軍事用途

普通光學(xué)成像衛(wèi)星看不透云霧煙塵和各式偽裝，也無法在夜間拍攝，因此單靠光學(xué)成像衛(wèi)星監(jiān)控?cái)橙塑娛聞?dòng)態(tài)很容易產(chǎn)生極大的盲區(qū)，這時(shí)就需要合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星來補(bǔ)足。更重要的是，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像不僅可識(shí)別目標(biāo)表面的外觀，雷達(dá)反射波數(shù)據(jù)經(jīng)過進(jìn)一步處理后，還可獲得很多相關(guān)信息，包括目標(biāo)物是否在移動(dòng)（即可探測(cè)動(dòng)態(tài)目標(biāo)）、目標(biāo)物外部材質(zhì)（植物、金屬或土木材料）。用于軍事監(jiān)控的話，它能看穿偽裝網(wǎng)和工事下的裝備，例如地下洞庫、機(jī)堡、水下航道和潛艇涵洞、地下指揮所、彈藥油庫等，獲得比光學(xué)衛(wèi)星圖像更多的信息。

由于合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星高懸太空，適于大范圍探測(cè)，因此對(duì)水面艦艇和水下潛艇的行蹤有很強(qiáng)的監(jiān)控能力。例如水下10～30米深度通常是潛望鏡深度，是潛艇發(fā)射魚雷、巡航導(dǎo)彈、通風(fēng)換氣及實(shí)施通信的最佳深度，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星可探測(cè)到平均水深30米以內(nèi)淺海區(qū)域的潛艇潛航波紋。不過合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像分辨率仍不及光學(xué)成像衛(wèi)星，通常會(huì)與光學(xué)成像衛(wèi)星搭配，組成完整的太空監(jiān)視系統(tǒng)。

1998年朝鮮發(fā)射大浦洞-1號(hào)彈道導(dǎo)彈飛越日本上空后，日本決定發(fā)射偵察衛(wèi)星監(jiān)控朝鮮，這個(gè)由4顆衛(wèi)星組成的太空監(jiān)視系統(tǒng)，除了兩顆分辨率達(dá)到 1米的光學(xué)成像衛(wèi)星外，還有兩顆分辨率約5米的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，以達(dá)到對(duì)朝鮮軍事動(dòng)態(tài)進(jìn)行晝夜監(jiān)控的目的。2003年，這4顆衛(wèi)星成功發(fā)射兩顆（1顆光學(xué)圖像和1顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星），但在同年11月接續(xù)發(fā)射剩余兩顆時(shí)卻因火箭發(fā)射失敗而告吹。2006年9月，日本將第三顆光學(xué)成像衛(wèi)星送入太空，2007年2月24日發(fā)射最后一顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，才使得日本太空監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)建完成。從日本偵察衛(wèi)星的部署來看，日本太空監(jiān)視系統(tǒng)就是以光學(xué)成像衛(wèi)星和合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星互補(bǔ)不足。

至于中國大陸，中國科學(xué)院電子所在1979年獲得首張合成孔徑雷達(dá)圖像，分辨率為180米。大陸也在商用公務(wù)噴氣機(jī)上搭載合成孔徑雷達(dá)，進(jìn)行空中國土資源調(diào)查，并對(duì)考古科研工作提供幫助，像新疆樓蘭國遺址、四川三星堆、山東銀雀山漢墓等均為其成果。大陸在1986年實(shí)施的“國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃”（863計(jì)劃）中，明確計(jì)劃期間要發(fā)展能在5萬米高空觀測(cè)到目標(biāo)的高性能機(jī)載合成孔徑雷達(dá)，即“高效能航空SAR遙感應(yīng)用系統(tǒng)”。除了機(jī)載合成孔徑雷達(dá)，大陸在研發(fā)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星也不遺余力，2006年4月27日，大陸在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號(hào)乙”運(yùn)載火箭，成功將“遙感衛(wèi)星一號(hào)”送入預(yù)定軌道。美國詹姆斯敦基金會(huì)主辦的《中國簡報(bào)》稱，“遙感衛(wèi)星一號(hào)”雖用于科學(xué)試驗(yàn)、國土資源普查、農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等科研和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域，但它還有一個(gè)軍方代號(hào)，即“尖兵五號(hào)”，其攜帶的合成孔徑雷達(dá)在L波段工作，最大分辨率為5米，圖像寬幅達(dá)40千米。2010年8月10日，太原衛(wèi)星發(fā)射中心將“遙感十號(hào)”衛(wèi)星送入軌道，這是大陸第二代合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，北京航空航天大學(xué)一份報(bào)告透露，該衛(wèi)星項(xiàng)目是大陸“十一五計(jì)劃”（2006-2010年）的一部分。目前大陸最新的遙感系列衛(wèi)星，是2013年11月20日發(fā)射的“遙感十九號(hào)”衛(wèi)星。除了“遙感”系列的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星外，2012年11月19日發(fā)射升空“環(huán)境一號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)，其中的“環(huán)境一號(hào)C”衛(wèi)星是大陸首顆民用合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星。“環(huán)境一號(hào)C”衛(wèi)星配置的S波段合成孔徑雷達(dá)，分辨率5米，具有全天時(shí)、全天候的成像能力，可不受天氣影響。而除了合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星外，“遙感”系列衛(wèi)星中也有多顆光學(xué)成像衛(wèi)星，顯示中國大陸正和日本一樣利用不同分辨率的光學(xué)和合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星交互運(yùn)用，組成太空監(jiān)視系統(tǒng)。當(dāng)整個(gè)太空監(jiān)視系統(tǒng)組建完成后，除了可對(duì)大陸境內(nèi)環(huán)境變化與災(zāi)害進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)外，還可掌控臺(tái)灣全島和南海航行船只的移動(dòng)軌跡。endprint

由此可知，大陸研制合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星正不斷推陳出新，面對(duì)日漸增多的雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)，如何從中擷取所需的情報(bào)資料成為一大挑戰(zhàn)。所以，大陸為何積極爭(zhēng)取陳錕山，很可能是借重陳錕山的專長，提升大陸對(duì)合成孔徑雷達(dá)圖像的解析能力。

臺(tái)灣對(duì)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像的運(yùn)用

目前，臺(tái)灣雖沒有自主的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，但外購合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像時(shí)間卻很早，中央大學(xué)太空及遙感測(cè)繪中心早在1994年就開始接收歐洲航天局（ESA）的ERS-1合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像。臺(tái)灣軍方也十分重視合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像的效能，“軍情局”曾于1997年7月2日至8月20日委托太遙中心開辦“合成孔徑雷達(dá)教育訓(xùn)練課程”，為監(jiān)控大陸軍事動(dòng)態(tài)培養(yǎng)人才。

1998年4月14日，法國SPOT衛(wèi)星拍到大陸甘肅省嘉峪關(guān)東北方約120千米的鼎新軍用機(jī)場(chǎng)附近出現(xiàn)一個(gè)新機(jī)場(chǎng)，經(jīng)仔細(xì)比對(duì)，該機(jī)場(chǎng)規(guī)模、跑道、滑行道等設(shè)施配置與臺(tái)中清泉崗機(jī)場(chǎng)一模一樣。臺(tái)灣軍方立刻調(diào)出前三天（4月11日）加拿大Radarsat資源衛(wèi)星拍到的合成孔徑雷達(dá)圖像交叉比對(duì)，發(fā)現(xiàn)這座與清泉崗相仿的機(jī)場(chǎng)竟沒有顯示在雷達(dá)圖像上。原來，機(jī)場(chǎng)跑道和停機(jī)坪等設(shè)施是一片平坦地面，能鏡面反射雷達(dá)波，其雷達(dá)圖像會(huì)呈現(xiàn)黑色，如果是不平坦的地面會(huì)反射雷達(dá)波，使雷達(dá)天線收到較強(qiáng)的回波，圖像呈現(xiàn)較明亮的顏色。由此判斷，該機(jī)場(chǎng)的地面并沒有真正的設(shè)施，整座機(jī)場(chǎng)可說是“畫”出來的。臺(tái)軍分析，建造這座復(fù)制機(jī)場(chǎng)，應(yīng)是為解放軍飛行員訓(xùn)練之用，目標(biāo)不言自明。

從檔案來看，陳錕山多次接受臺(tái)灣軍情單位委托，進(jìn)行合成孔徑雷達(dá)圖像軍事用途的研究，例如2004年“國防部電展室”的“合成孔徑雷達(dá)圖像遙感測(cè)繪訓(xùn)練課程”、2005年臺(tái)灣“國防工業(yè)發(fā)展基金會(huì)”發(fā)起的“雷達(dá)光學(xué)遙感測(cè)繪圖像船只偵（監(jiān)）測(cè)決策及展示系統(tǒng)”、2007年臺(tái)灣“中科院”的“SAR衛(wèi)星偵察照相陣地防護(hù)之研究”和前瞻通訊實(shí)驗(yàn)室（“國安局”）的“衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)特定目標(biāo)自動(dòng)化識(shí)別”、2008年臺(tái)灣“中科院”的“SAR衛(wèi)星偵察照相陣地防護(hù)驗(yàn)證”、2010年臺(tái)灣“中科院”的“雷達(dá)地表反射系數(shù)數(shù)據(jù)庫”等項(xiàng)目。從這些委托研究計(jì)劃來看，臺(tái)灣軍情單位是運(yùn)用“攻防”概念進(jìn)行合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像運(yùn)用，即主動(dòng)探測(cè)和被動(dòng)防護(hù)，前文列舉的“雷達(dá)光學(xué)遙感測(cè)繪圖像船只偵（監(jiān)）測(cè)決策及展示系統(tǒng)”、“衛(wèi)星合成孔徑雷達(dá)特定目標(biāo)自動(dòng)化識(shí)別”和“雷達(dá)地表反射系數(shù)數(shù)據(jù)庫”屬于主動(dòng)探測(cè)，而“SAR衛(wèi)星偵察照相陣地防護(hù)之研究”和“SAR衛(wèi)星偵察照相陣地防護(hù)驗(yàn)證”則屬于被動(dòng)防護(hù)，顯示臺(tái)灣軍情單位除了想通過合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像獲取情報(bào)資料，也要防范別人的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)自身。

臺(tái)灣發(fā)展合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的構(gòu)想

合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星與光學(xué)成像衛(wèi)星的技術(shù)不同，因此著眼的任務(wù)理念也不一樣。簡單來說，光學(xué)成像衛(wèi)星的任務(wù)是著重執(zhí)行“辨識(shí)”目標(biāo)物，而合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星則可以執(zhí)行“監(jiān)控”的任務(wù)。例如可以光學(xué)成像衛(wèi)星圖像資料詳細(xì)繪出山區(qū)地形模型，利用合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星監(jiān)控土石流的發(fā)生，作為實(shí)時(shí)通報(bào)，減少生命及財(cái)產(chǎn)的損失。所以光學(xué)成像衛(wèi)星和合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星是互補(bǔ)的，若能同時(shí)擁有光學(xué)成像衛(wèi)星和合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，效益將是倍數(shù)增長。另外，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的任務(wù)因著重在監(jiān)控，系統(tǒng)分辨率的需求上，可以不如光學(xué)成像衛(wèi)星的精細(xì)，在相關(guān)技術(shù)的獲得上將較為有利。

早在1999年12月15日，當(dāng)時(shí)“行政院”所屬“國家科學(xué)委員會(huì)”（簡稱“國科會(huì)”）在“立法院科技與信息委員會(huì)”上提交“太空科技發(fā)展計(jì)劃報(bào)告”時(shí)，就將合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星列為未來適合臺(tái)灣發(fā)展的三種衛(wèi)星之一，另兩種分別為光學(xué)遙感衛(wèi)星和多用途小衛(wèi)星星座。2004年，臺(tái)灣“國家太空中心”的前身“太空計(jì)劃室”對(duì)符合自身需求的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星進(jìn)行研究，預(yù)定任務(wù)需求包括監(jiān)控臺(tái)灣自然災(zāi)害發(fā)生情況、監(jiān)控臺(tái)灣附近水域漁船走私等，由于是首次嘗試，因此衛(wèi)星技術(shù)檔次不能太高，照片分辨率需求在3～5米，因?yàn)樾枰O(jiān)控大范圍，所以只要“掃描”（scan）操作模式，可使合成孔徑雷達(dá)的主動(dòng)相控陣天線設(shè)計(jì)也較為簡單。另外考慮到項(xiàng)目預(yù)算限制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需注意：衛(wèi)星軌道不需要太高，以減少電力需求；采用X波段雷達(dá)，以小面積天線達(dá)到分辨率需求；刈幅（傳感器能測(cè)得的圖像寬度）不要太大，以減小相控陣天線的面積。

當(dāng)時(shí)“太空計(jì)劃室”還以“福衛(wèi)二號(hào)”衛(wèi)星作為合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，推算出合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星軌道若為500千米高度，40度傾角，就能得到“較好視野”、“適度軌道高度”和“較高再訪頻率”。根據(jù)上述需求和設(shè)計(jì)理念，“太空計(jì)劃室”研究報(bào)告提出適合臺(tái)灣的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星的規(guī)劃：軌道高度約500千米，40度傾角（對(duì)臺(tái)灣最合適的拍攝頻率），每天可通過臺(tái)灣附近7次，南北涵蓋由日本至澳大利亞。圖像分辨率3米，任務(wù)壽命8年。另外，考慮到在500千米高度的軌道，會(huì)在傾角1.5度左右下降59千米，必須進(jìn)行一次軌道提升修正，對(duì)于750千克重的衛(wèi)星，軌道提升修正60千米需要 11千克燃料，考慮衛(wèi)星8年的任務(wù)壽命，衛(wèi)星需要攜帶33千克燃料。endprint