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世界首顆高軌SAR衛(wèi)星順利“到崗” 陸地探測四號01星強在哪？

來源：中國新聞網(wǎng) 時間：2023-08-21 21:05:07

中新社北京8月21日電題：世界首顆高軌SAR衛(wèi)星順利“到崗” 陸地探測四號01星強在哪？

(資料圖片)

中新社記者馬帥莎

據(jù)中國國家航天局21日消息，陸地探測四號01星經(jīng)過4次變軌后，近日順利進入工作軌道，合成孔徑雷達(SAR)天線成功展開，完成了衛(wèi)星入軌初期飛控試驗主要工作，衛(wèi)星工況正常，狀態(tài)良好，后續(xù)將繼續(xù)開展在軌測試等工作。

作為世界首顆進入工程實施階段的高軌SAR衛(wèi)星，“減災衛(wèi)士”陸地探測四號01星兼具看得廣、看得細、盯著看、看得快等多項技能，將進一步完善中國天基災害監(jiān)測體系，對全面提升中國防災減災救災綜合水平具有重要意義。

據(jù)了解，SAR通過向地面發(fā)射電磁波、接收地面回波來探測地面情況，工作時不受光照、天氣條件限制，是極端天氣條件下觀測的“一把好手”。自20世紀七八十年代起，多國先后研制發(fā)射SAR衛(wèi)星，用于災害監(jiān)測等領域。但是，目前國際上SAR衛(wèi)星都運行于低軌，衛(wèi)星過境時間短、重訪周期長、觀測范圍小，難以滿足應急、搶險和救災的時效性需求。

不同于低軌衛(wèi)星，地球同步軌道衛(wèi)星運行于距離地球36000公里的高空，繞地飛行周期與地球自轉周期相等，從地面看，衛(wèi)星相對固定在地面上空，可以有效彌補低軌衛(wèi)星在觀測時間上的不足。同時，高軌衛(wèi)星以其“站得高、看得廣”的優(yōu)勢，在觀測范圍上也能對低軌衛(wèi)星進行良好補充。

然而，如何讓SAR在高軌上順利成像一直是“世界級難題”。由于高軌衛(wèi)星位于“千里之外”，雷達信號在太空中傳輸呈指數(shù)型衰減，同時SAR對于軌道精度要求很高，高軌微波成像一直是“空白領域”，世界主要航天國家雖有研究，但均未進入工程研制。

面對SAR高軌成像難題，研制團隊實現(xiàn)了精密定軌技術跨代。陸地探測四號01星若要成像，必須知道成像時的軌道位置。由于高軌衛(wèi)星比導航衛(wèi)星所處軌道高，只能“撿”地球另一側導航衛(wèi)星“漏過來”的信號，但這種信號十分微弱，常用的定軌方法精度只能達到百米左右，遠不能滿足“減災衛(wèi)士”的成像需求。

為此，研制團隊耗費4年時間提高天線接收能力，開發(fā)針對微弱信號的捕獲算法，提出“導航衛(wèi)星+地面測距”定軌方案，并配備誤差校正手段，最終將定軌精度由百米提升至米級。

為了讓陸地探測四號01星更好地服務于防災減災工作，研制團隊利用衛(wèi)星高軌和微波兩個特點，緊扣災害發(fā)生特點和觀測需求，為衛(wèi)星設計了普查、區(qū)域、凝視、應急四種應用模式。

在普查模式下，陸地探測四號01星可以將宏觀信息“一眼盡收”。由于“站得高、看得廣”，衛(wèi)星單次成像覆蓋面積近1/6個中國，一眼望去，幾乎可以獲取整個長江流域的水文信息。

利用普查模式獲取宏觀信息后，地面團隊可利用區(qū)域模式對關注地區(qū)進行詳細觀測，進一步“精細”守護。相比普查模式看得“大而全”，區(qū)域模式成像面積大約是普查模式的1/5，但分辨率更高，看得“小而精”。

“減災衛(wèi)士”的凝視模式是研制團隊專門根據(jù)國家災害應急觀測需求定制的。開啟該模式后，衛(wèi)星能憑借駐留地球上空的優(yōu)勢，以1小時量級為間隔，對受災區(qū)域開展持續(xù)多次觀測，相比低軌衛(wèi)星，觀測效率大幅提升，可以支撐應急管理部門連續(xù)動態(tài)地掌握災情、作出決策。

除了看得廣、看得細、盯著看，陸地探測四號01星還能做到看得快，統(tǒng)籌兼顧多地災情，其應急模式可以支撐多地災害同時發(fā)生情況下的監(jiān)測需求。比如，當南北方同時發(fā)生災害時，研制團隊可以將衛(wèi)星高軌道優(yōu)勢和強機動能力進行強強聯(lián)合，通過高精準的快速指向調整，讓衛(wèi)星可以“左右兼顧”、哪里需要看哪里。(完)

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