介绍了海洋二号（HY-2A）卫星4个微波有效载荷（雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计）的功能、性能和设计指标。HY-2A卫星突破了我国微波遥感设备技术上的瓶颈，为海洋环境监测预报业务化和防灾减灾提供了必要的海洋观测手段，解决了我国自主海洋动力环境参数遥感观测有无的问题。HY-2A卫星的成功发射和业务化运行为我国海洋卫星发展规划打下了坚实的基础。
海洋二号卫星是我国首颗海洋动力环境探测卫星，也是目前国际上唯一一颗可全天候、全天时同步获取全球海面高度、有效波高、海面风场、海面风速、海面温度、大气水汽含量、云中液水含量等多种遥感数据的卫星。海洋二号卫星配置4种主、被动微波遥感载荷，采用全新遥感体制，实现关键部件国产化，具有精密测定轨、电磁兼容、高精度姿态控制等技术特点。海洋二号卫星作为国内首颗综合型微波遥感卫星，其工程实现意义重大。本文从系统组成与功能、研制阶段划分、大型试验验证、在轨测试与应用成果展示几个方面进行了介绍。
2011年8月16日发射的海洋环境动力（海洋二号）卫星是中国第一颗动力环境卫星，其中搭载的雷达高度计需要连续的厘米级海洋地形测量，轨道误差在雷达高度计整体误差预算中占主要部分，为实现海洋二号卫星精密定轨事后处理径向10 cm精度的研制总要求，海洋二号卫星搭载了多普勒地球轨道和无线电定位系统（DORIS）接收机、双频全球定位系统（GPS）接收机和激光反射棱镜阵列用于精密定轨。本文综述了海洋二号卫星精密定轨方案设计和关键技术，给出了在轨测试结果。
海洋二号（HY-2A）卫星是我国第一颗海洋动力环境卫星，雷达高度计是HY-2A卫星的主载荷之一，发射入轨后仪器工作正常，并获得了大量有效的观测数据。该仪器在20 m有效波高条件下测高精度达到了4 cm，在4 m有效波高条件下测高精度达到了2 cm，其产品精度接近Jason-2卫星高度计。本文就HY-2A卫星雷达高度计系统设计和在轨初步结果进行论述。
海洋二号卫星是我国第一颗海洋动力环境卫星，于2011年8月16日成功发射，搭载的微波散射计是我国第一颗星载海洋风场测量雷达。海洋二号卫星微波散射计采用笔形波束体制，圆锥扫描工作方式，本文给出了微波散射计系统组成、主要性能指标和在轨数据预处理方法，并给出了在轨测试结果及在台风监测中的应用。
海洋二号（HY-2A）卫星是我国首颗海洋动力环境卫星，微波辐射计是该星的4个微波载荷之一，主要用于测量全球海洋表面温度、海面风速、海洋上空水汽和降雨等参数。HY-2A微波辐射计采用圆锥扫描方式，使用冷空反射器和星载热定标源完成在轨两点定标，覆盖频率范围为6~37 GHz，本文对系统、天线、接收通道和配平设计进行了介绍。
海洋二号（HY-2A）卫星大气校正微波辐射计（ACMR）是为雷达高度计提供大气路径延迟校正的微波辐射计。本文针对ACMR热真空定标试验的原理、方法、实施过程及试验结果进行了阐述和分析，得到了ACMR 3个频率的辐射传输系数和非线性系数，并进行了天线订正的发射前算法分析，给出了天线温度系数。利用这些系数对在轨数据进行了处理，得到了在轨天线温度转换系数，并与Jason-1、Jason-2卫星上搭载的微波辐射仪（JMR）进行了匹配比较，结果表明一致性良好。
影响星载卫星雷达高度计测高精度的因素很多，其中大气干对流层延迟、大气湿对流层延迟、大气逆压延迟、电离层延迟以及海况偏差直接影响海表面高度计算精度。本研究开展了海洋二号卫星雷达高度计上述误差修正算法研究，并利用国外较为成熟的Jason-1/2和Topex/Poseidon（T/P）卫星雷达高度计数据产品对海洋二号卫星雷达高度计使用的误差校正算法进行验证。结果表明，海洋二号卫星雷达高度计数据处理时使用的误差校正算法均可满足精度要求。
本文在简述海洋二号(HY-2A)星载微波散射计（简称散射计）工作原理的基础上，详细阐述了散射计数据预处理所涉及的关键技术，主要包括几何定位算法和雷达后向散射系数的计算。星载微波散射计数据的地理定位是计算遥感器观测点在地基坐标系中坐标的处理过程。地理定位需要考虑仪器扫描几何、空间位置、天线指向、地球曲率、旋转等因素。传统的遥感数据定位方法依赖于卫星轨道，定位精度难以保障，HY-2A卫星搭载了GPS传感器，提供1 s间隔的卫星平台定位数据，据此建立传感器观测几何与地面面元之间的几何模型，通过模型的解算获得观测面元中心的地理坐标，并计算观测面元的方位角、入射角等参数。随后采用参量代换法从雷达回波信号中计算后向散射系数。
本文针对我国首颗自主发射的海洋二号（HY-2A）卫星微波散射计，建立了业务化运行的风场反演算法，该算法将散射计海面风矢量反演分为粗搜索和精搜索两个步骤，有效地提高了运算效率。采用矢量圆中数滤波算法进行风向模糊解去除，并采用NCEP风场作为背景场对初始场进行选择，提高了模糊去除准确性。算法的反演结果经与NDBC对比和ASCAT风场星星对比验证，结果表明HY-2A卫星微波散射计可提供风速精度优于2 m/s或10 %，风向精度优于±20°的海面风场观测产品，可满足海洋科学研究和海洋业务应用的需求。
本文研究了海洋二号（HY-2A）扫描微波辐射计冷空定标方法和数据反演算法。针对HY-2A扫描微波辐射计对地观测和定标扫描的设计原理和观测几何，基于微波辐射计的对地观测数据修正进入冷空反射器的地球信号，建立地面观测亮温的冷空反射器权重系数矩阵修正冷空观测信号；基于海面温度、海面风速、水汽含量和云液态含量的微波辐射计辐射传输模型，计算HY-2A扫描微波辐射计不同条件下的各频率极化方式下的理论亮温，建立线性回归模型，拟合不同地球物理参数的反演系数，采用多元线性回归算法反演HY-2A微波扫描辐射计地球物理参数，对比国外成熟微波辐射计数据，得到产品精度。
先进微波大气探测仪（AMAS）是安装在风云三号卫星（C/D星）上的新一代微波湿度计，是风云三号卫星（A/B星）微波湿度计的继承和发展。在150 GHz（水平极化和垂直极化）和183.31 GHz（水平极化，三通道）的基础上，探测频率和通道设置为89 GHz（垂直极化）、118.75 GHz（水平极化，八通道）、150 GHz（垂直极化）、183.31 GHz（水平极化，五通道），仍采用垂直于飞行方向的交轨扫描方式，科学目标是探测全球大气温度和湿度的垂直分布、降雨等。本文介绍了微波湿度计-II的系统设计与构成，描述了微波湿度计-II的性能指标要求。测试结果表明，性能指标满足设计要求。
微波温度计是一个多通道的被动微波辐射计，用于风云三号气象卫星，风云三号工作在太阳同步轨道。本文描述了微波温度计的功能和性能，微波温度计系统由天线子系统、接收子系统、信号处理和控制子系统、定标子系统和扫描伺服子系统组成，微波温度计的4个接收通道的中心频率分别为50.30 GHz、53.596 GHz、54.94 GHz和57.29 GHz，用于探测大气垂直温度分布。
风云三号A星微波湿度计（FY-3A/MWHS）是我国首次在轨定量遥感大气参数的高频微波辐射计，本文以发射前地面真空试验数据为基础完成了FY-3A/MWHS在轨辐射定标，利用同期在轨的同类载荷NOAA/AMSU-B数据进行在轨辐射定标对比分析，结果表明FY-3A/MWHS在轨星上定标观测基础数据在卫星绕地飞行一圈的观测过程中变化合理，经非线性偏差订正和天线订正等辐射定标处理后，FY-3A/MWHS与NOAA-17/AMSU-B对应通道定标结果相比匹配目标点通道亮温差最大不超过1.5 K，FY-3A/MWHS在轨辐射定标结果为其资料在数值天气预报模式中的同化以及大气参数反演等定量应用奠定了基础。FY-3A/MWHS定标及结果分析方法对我国未来星载被动微波探测器的在轨定量应用具有示范意义。
针对风云三号（FY-3）卫星在轨寿命从3年延长到5年的特点，分析了寿命延长存在的风险，并对微波成像仪可靠性关键项目的扫描驱动系统和接收机系统的可靠度作了预估，同时从设计上采取相应措施，并作了一些提高可靠性的工艺改进。通过具体的分析与产品的改进，能够为微波成像仪在轨正常运行提供稳定有效的保障。最后，为了证明产品延寿技术的可靠性，提出了进行加速寿命试验的设想。
本文利用理论研究的结果，建立了月表物理温度反演模型，结合嫦娥一号微波探测仪（CELMS）数据对全月球物理温度进行了反演。同时分析了物理温度变化对微波辐射的影响及其与表面地形等的关系，为其他月表信息反演提供了依据和物理温度的测量信息。