"在万亿分之一秒时间内做到心跳一致" 陆地探测一号SAR卫星在轨成功成像
中国科学报 2022-02-12 12:00

记者从中科院空天信息研究院(以下简称空天院)获悉,2月9日傍晚,陆地探测一号01组A星(LT-1A)通过携带的合成孔径雷达(以下简称LT-1 SAR)载荷首次实现在轨成像,图像质量优异。卫星载荷由空天院载荷研制团队负责研发,卫星数据由空天院所属中国遥感卫星地面站负责接收。

LT-1卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中首个启动的卫星型号任务,包括LT-1A和LT-1B两颗先进的全极化L波段干涉合成孔径雷达(SAR)卫星。SAR是一种微波成像雷达系统,不受光照和气候条件限制,可以全天时、全天候拍摄高分辨率微波照片, 甚至可以透过浅层地表或稀疏植被获取被掩盖的信息,在对地观测领域具有不可替代的独特性。

自2011年开始,空天院载荷研制团队历时十一载,全过程开展LT-1卫星规划、关键技术攻关和工程研制等任务,最终在国际上首次实现非中断相位同步、多模式混合极化和多自由度编码发射信号等技术突破,大大推动了SAR技术的发展。

在空天院载荷研制团队的技术“加持”下,LT-1 SAR将有望得到地表毫米级精度的形变信息,实现对材料特性、几何形状和方向取向等信息的测量,在地表形变测量、地形制图、地质灾害监测等方面具有很大的应用潜力。

同时,为了满足用户对雷达连续成像时间的迫切需求,载荷研制团队提出了多自由度编码发射信号技术,可使LT-1 SAR系统开机时间提高22%,提升卫星观测效能。

据介绍,LT-1A星将与马上发射的“双胞胎兄弟”LT-1B星形成星座,双星以公里级别的距离相伴飞行。作为国际前沿技术,双基SAR干涉体制最大的难题是两个空间相距数公里远的雷达如何在以7.6km/s飞行的同时做到相位同步,犹如“两个人分别坐在两条平行的以7.6km/s速度飞行的航天器上,在万亿分之一秒时间内做到心跳一致”。

为了解决该难题,载荷研制团队经过技术攻关,提出了非中断相位同步技术,并结合相位定标技术,使两个分置的SAR系统相位同步精度比国外同类技术高出一个数量级,确保了LT-1双基SAR体制实现米级精度高程测量。

据了解,LT-1卫星系统将成为国际上首个具备单轨多模式极化干涉成像能力的SAR卫星,其典型应用之一是可测量森林生物量,为实现碳循环监测提供有效技术手段,进一步支撑国家“双碳”战略实施。

编辑/范辉

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