星载SAR在本质上是一个侧视雷达，该雷达以中等入射角向地球表面发射电磁波并接收通过后向散射返回到雷达的后向散射功率。虽然SAR与微波散射计在工作原理上有所差异，但是二者的微波散射机理是相同的。在20°～60°的入射角条件下，海面后向散射主要依赖于与投射到海面的电磁波波长相匹配的波，这个海洋波被称为Bragg波。表面粗糙度是影响雷达后向散射系数的主要因素，光滑表面反射雷达电磁波，中等粗糙表面将很小一部分入射波反射回雷达，而大的粗糙表面对入射波的散射几乎各向同性，可以反射回更多的雷达信号。雷达入射波照射到海面时除发生反射和折射外，还有一部分发生透射，各部分的比例取决于海面粗糙度、入射波长、海水介电常数等因素。目前，微波遥感使用频段对海水穿透深度较浅，因此雷达后向散射几乎全部发生在海面，雷达回波主要由海面状况决定。海面风与厘米尺度的海面粗糙度有关，由风生成的风浪主要为厘米尺度的毛细重力波，风速越大，毛细重力波越多，海面也越粗糙。因此，可以通过SAR探测雷达后向散射，进而间接建立海面粗糙度与风之间的关系。
在非常低的风速条件下，海面平滑近似镜面。在微波频率条件下，雷达辐射的反射能量远离雷达，从而难以获取后向散射功率。随着风速增加，海表面粗糙度及后向散射功率增加。当只考虑雷达视向与风向的关系时，若两者方向一致，后向散射功率达到最大值。然而，这其中存在略微的不对称性，即当风吹向雷达时雷达接收的后向散射功率大于风吹离雷达时的后向散射功率。后向散射功率的变化可以与星载SAR的观测几何以及遥感观测海面的风速风向建立一个函数关系。尽管关于后向散射的理论得到一定的发展，但通常后向散射与风速风向以及雷达几何之间的函数关系是通过经验的方式确定的，这个经验函数关系称为地球物理模型函数（Geophysical Model Function，GMF）。对于给定的风速、风向以及雷达几何，可以唯一地确定归一化雷达横截面积（NRCS），但该经验关系的逆是非唯一的，即对于给定的NRCS，即使已知雷达几何，仍可能存在多个风速风向的解。通过多个视向和入射角观测是星载散射计求解最优解海面风向的基本原理，但SAR只有单一视向，因此反演方法略有不同。(www.xing528.com)
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