星载微波高度计业务化运行阶段

1.Geosat系列

1985年3月12日，美国海军发射了高度计卫星Geosat，上面所搭载的Ku波段（13.5GHz）雷达高度计，其主要任务是为美国海军精确测定海洋大地水准面，同时提供业务化海况和风速测量。Geosat卫星高度计轨道高度为800km，轨道倾角为108°，实际测高精度达到了10～20cm。自1985年3月至1986年10月，Geosat卫星执行大地测量任务（Geodetic Mission，简称GM），轨道设计为非重复轨道，间隔为4km，在历时18个月的观测中，成功收集了2亿7千万个观测数据。自1986年11月至1990年1月，Geosat卫星执行周期为17天的精确重复任务（Exact Repeat Mission，简称ERM），在这一阶段，仪器测高精度达10cm，卫星轨道设计为精确重复轨道，偏离误差在2km以内。Geosat卫星测高数据已成功应用于全球大地水准面、重力异常与扰动、海洋潮汐和海洋环流等的研究。

1998年2月10日，美国海军发射了Geosat的后继卫星GFO，采用与Geosat相同的17天精确重复轨道、工作波段、轨道高度和轨道倾角。GFO的主要目的是为美国海军提供实时的海洋地形数据，不执行大地测量任务。2008年11月26日，卫星停止工作，后续的规划未见报道。

2.ERS系列

1991年7月17日，欧空局（ESA）发射了ERS-1卫星，其上搭载有高度计传感器。ERS-1卫星高度计轨道高度为785km，轨道倾角为98.52°，卫星高度计工作频段为Ku波段（13.8GHz），实际测高精度达到了10cm，同时，根据不同的观测目的，重复周期设计为3天、35天和168天，重复轨迹的偏离误差亦缩小到1km以内。ERS-1卫星高度计主要用于测量有效波高、海面风速及其变化、海洋环流、全球海平面变化等。2000年3月31日，卫星停止工作。ERS-1卫星的3种不同重复周期，提供了前所未有的单星空间采样分辨率，对于大中尺度海洋动力学和大地测量学的研究具有重要价值。

1995年4月21日，欧空局发射了ERS-1的后继卫星ERS-2，其搭载有与ERS-1卫星相同的高度计传感器，以及采用相同的轨道高度与轨道倾角，ERS-2卫星重复周期为35天，而未采用ERS-1卫星设计用于海冰与大地测量任务的3天和168天重复周期。2003年7月，与卫星高度计有关的磁带记录仪发生故障，导致只能接收卫星过境地面站期间的观测数据。2011年7月6日，ERS-2卫星停止工作。

2002年3月1日，欧空局发射了ERS-1/2的后继卫星Envisat，其上搭载有一台双频高度计RA-2，工作波段为Ku波段和S波段，其轨道高度为782.4km，轨道倾角为98.55°，重复周期为35天。S波段在2008年1月18日以后发生故障失效。为延长Envisat卫星的工作寿命，欧空局于2010年10月22日开始将Envisat调整到799.8km轨道运行。从2010年11月2日开始，Envisat的重复周期变为30天。2012年4月8日，Envisat传回最后一组数据后再没有接收到数据，与Envisat失去联系一个月后欧空局发表公告称，该机构运行10年的环境观测卫星Envisat正式“退休”。

2013年2月25日，印度空间研究组织和法国国家太空研究中心联合发射了Saral卫星，作为Envisat雷达高度计的后续卫星，Saral卫星上携带了Ka波段（35.75GHz）的雷达高度计Altika，其轨道重复周期为35天，入射角是98.54 °，该卫星计划运行3年。Altika高度计是首颗采用Ka单波段工作的高度计，Ka波段的主要优点是可缩小脉冲足迹，提高水平方向分辨率，带宽为500MHz，亦可显著提高垂直方向的分辨率；缺点是对云雨天气过度敏感，会导致降水区域的数据质量下降。(www.xing528.com)

2016年2月17日，欧空局发射了Sentinel-3A卫星。Sentinel-3A卫星为全球海洋和陆地监测卫星，主要任务是获取高精度的海面地形、海洋和陆地表面温度等，用于全球环境和气候监测。Sentinel-3A卫星运行轨道是高度为814km、倾角为98.6°的太阳同步轨道，轨道重访周期为27天。Sentinel-3A卫星上搭载了一台双频（C和Ku波段）合成孔径雷达高度计，可提供海面高度、海浪波高和海面风速等数据。合成孔径雷达高度计有两种雷达模式：低分辨率模式（LRM）和合成孔径雷达模式。

3.T/P系列

1992年8月10日，美国宇航局（NASA）与法国国家空间研究中心（CNES）联合发射了高度计专用卫星TOPEX/POSEIDON（T/P）。T/P卫星搭载了TOPEX和POSEIDON两台高度计，TOPEX为双频高度计，工作波段为Ku波段和C波段，POSEIDON为实验性单频固态雷达高度计，与TOPEX共享一根天线，但是只占用10%的工作时间。T/P高度计的轨道高度为1336km，轨道倾角为66°，轨道设计为精确重复轨道，周期为10天，全球覆盖率可以达到90%，其主要任务是监测全球海面高度及其变化，研究海洋环流及对周边的影响。与之前发射的高度计卫星相比，T/P高度计的观测精度有了很大的提高，测高精度达到了2～3cm。2006年1月18日，T/P卫星完成使命，停止工作。

2001年12月7日，NASA与CNES联合发射了T/P的后继卫星Jason-1，延续T/P卫星的使命，为全球环流的研究提供连续时间序列的高精度海面观测数据。Jason-1的设备和数据处理系统与T/P卫星一致，具有相同的精度，但它的重量为T/P卫星的1/5，仅重500kg。

2008年6月20日，NASA与CNES联合发射了T/P高度计的第二颗后续卫星Jason-2，其搭载设备与Jason-1卫星相同，轨道参数和重复周期也相同，但其搭载的Poseidon-3高度计仪器噪声较之前更低，并且采用了对陆地和海冰区域更为有效的跟踪算法。

2016年1月17日，由太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰-9（Falon-9）运载火箭发射了Jason-2的后继卫星Jason-3。Jason-3由美国海洋和大气管理局（NOAA）、NASA、欧洲气象卫星应用组织（EUMETSAT）和CNES联合研制，目标是保持TOPEX/Poseidon、Jason-1和Jason-2卫星数据的连续性。Jason-3卫星将经历6个月的仪器在轨测试。一旦完成测试，它将正式进入业务化运行，与Jason-2卫星共同提供服务。

T/P、Jason-1/2/3卫星采用相同卫星轨道，同时为保证其搭载的卫星高度计测量的一致性，之前的卫星与后续卫星均保持同时在轨运行一段时间，以便于对后续卫星的观测仪器进行校准（T/P对Jason-1进行校准，Jason-1对Jason-2进行校准，Jason-2对Jason-3进行校准）；在完成校准后，之前的卫星保持轨道高度，但轨道位置调整，后续卫星继续运行。这样，既能保证T/P系列卫星测量的连续性，同时实现了加密观测。