中新社北京8月21日電 題:世界首顆高軌SAR衛星順利“到崗” 陸地探測四號01星強在哪?
中新社記者 馬帥莎
據中國國家航天局21日消息,到崗陸地探測四號01星經過4次變軌后,世界首顆近日順利進入工作軌道,高軌合成孔徑雷達(SAR)天線成功展開,星順星強完成了衛星入軌初期飛控試驗主要工作,利陸衛星工況正常,地探狀態良好,測號后續將繼續開展在軌測試等工作。到崗
作為世界首顆進入工程實施階段的世界首顆高軌SAR衛星,“減災衛士”陸地探測四號01星兼具看得廣、高軌看得細、星順星強盯著看、利陸看得快等多項技能,地探將進一步完善中國天基災害監測體系,測號對全面提升中國防災減災救災綜合水平具有重要意義。到崗
據了解,SAR通過向地面發射電磁波、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,多國先后研制發射SAR衛星,用于災害監測等領域。但是,目前國際上SAR衛星都運行于低軌,衛星過境時間短、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。
不同于低軌衛星,地球同步軌道衛星運行于距離地球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,衛星相對固定在地面上空,可以有效彌補低軌衛星在觀測時間上的不足。同時,高軌衛星以其“站得高、看得廣”的優勢,在觀測范圍上也能對低軌衛星進行良好補充。
然而,如何讓SAR在高軌上順利成像一直是“世界級難題”。由于高軌衛星位于“千里之外”,雷達信號在太空中傳輸呈指數型衰減,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。由于高軌衛星比導航衛星所處軌道高,只能“撿”地球另一側導航衛星“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,開發針對微弱信號的捕獲算法,提出“導航衛星+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,研制團隊利用衛星高軌和微波兩個特點,緊扣災害發生特點和觀測需求,為衛星設計了普查、區域、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,地面團隊可利用區域模式對關注地區進行詳細觀測,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”。
“減災衛士”的凝視模式是研制團隊專門根據國家災害應急觀測需求定制的。開啟該模式后,衛星能憑借駐留地球上空的優勢,以1小時量級為間隔,對受災區域開展持續多次觀測,相比低軌衛星,觀測效率大幅提升,可以支撐應急管理部門連續動態地掌握災情、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,統籌兼顧多地災情,其應急模式可以支撐多地災害同時發生情況下的監測需求。比如,當南北方同時發生災害時,研制團隊可以將衛星高軌道優勢和強機動能力進行強強聯合,通過高精準的快速指向調整,讓衛星可以“左右兼顧”、哪里需要看哪里。(完) <