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虎年首发!陆地探测一号01组卫星成功发射,开启空间观测新模式

时间:2022-07-07 07:06:06 来源:科普之家 作者:科普中国 栏目:头条 阅读:38

2月27日7时44分,我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙遥三十运载火箭,成功发射陆地探测一号01组B星(L波段差分干涉合成孔径雷达卫星B星)。

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动图来源:我们的太空

陆地探测一号01组卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中首个立项的科研卫星工程,由A、B星组成。A星已于1月26日在酒泉卫星发射中心成功实施发射,目前正按计划开展在轨测试,卫星相关功能性能正常。B星入轨后,将单独开展在轨测试,再与A星进行编队测试。

陆地探测一号01组A、B双星技术状态基本相同,均配置L波段合成孔径雷达(SAR)载荷,在轨应用干涉测高和差分形变测量技术,可实现重轨干涉形变测量、双星编队干涉测高及单星成像等功能,完成地表形变测量、数字高程模型获取等主要观测任务,具有全天候、全天时、多模式、多极化等特点,支持和服务国土资源、地震、防灾减灾、基础地理信息获取、林业等应用需求,可形成重大灾害快速反应能力。

陆地探测一号01组A、B双星在轨组网运行后,将开启空间观测新模式。

视频来源:中国航天科技集团八院

穿云透雨:高精度地形测绘

数字高程模型作为重要的国家基础地理信息数据,在国家重大战略实施、大型工程建设、灾害评估、地质制图、城乡规划、土地利用等领域具有重要的应用价值。

“例如我们要建设5G基站及特高压输电线等,这些设施往往都选址在坡地、丘陵、山间。坡度、坡向、山脊线、山谷线等信息可为这些站点的合理布设提供重要的数据支撑。” 陆地探测一号01组卫星总设计师陈筠力介绍,我国山区丘陵多,人工测绘耗时又危险,而光学遥感受制于我国大部分地区多云多雨气候特征的影响,无法做到实时获取。雷达卫星的特点,使其可以穿透云层和地表植被,实现全天候、全天时、高精度的观测,在地形测绘中具有独特的优势。

应用波的干涉原理,2颗卫星中1颗发射雷达信号,当2颗卫星同时接收到地面回波后,通过处理就可以反演得到地面与两颗卫星之间的距离差,进而获取地面的高程信息。

据悉,陆地探测一号01组是全球首个L波段分布式编队多极化干涉SAR测高卫星系统,地面观测分辨率达到米级,地面高程测量精度满足1:50000比例尺标准。可为我国自然资源调查体系构建、全球地理信息资源建设与更新、高精度地形数据更新提供重要的技术支撑。

精准协调:双星共舞美如画

干涉SAR测高的原理要求双星需要在特定的视角差范围内对地观测,但双星不断绕飞运动,两星之间的距离及视角差是不断变化的,而且卫星要为防碰撞留足够的安全距离,这给卫星的编队构型设计及控制提出了前所未有的挑战。

“根据双星干涉测高要求,双星在太空需时刻携手相伴飞行,犹如冬奥双人花滑的舞者,既要保证各自技术动作的精准稳定,还要兼顾双人动作的协调配合。与数分钟的表演不同,卫星在轨需要在任务周期内克服各类复杂干扰因素的影响,实现稳定运行。” 陆地探测一号01组卫星副总设计师魏春说。

研制团队考虑到有限的燃料分配和长时间的运行要求,提出了绕飞编队构形设计与精确保持的新方法,利用地球引力摄动关系优化配置双星轨道参数,同时设计了基于精确脉冲控制的编队构形自主保持技术,绕飞构形参数精确控制在米级,达到国际先进水平。

星灵相通:双星协同绘大地

双星在轨干涉测高,需要两星在时间、空间、相位三个维度上保持高度一致性。陆地探测一号01组卫星总指挥李瑞祥说:“我们B星与A星设计状态一致,可谓一对 ‘双胞胎’,从根源上对一致性加以保证,而且双星在轨还可以通过星间链路实现互联互通。”

研制团队创新性地提出了基于编队卫星三维姿态导引与控制、非中断双基地成像等一系列新技术,可有效保证双星的同步性能。基于实时编队构形的三维姿态导引与控制技术,可有效提升陆地探测一号01组双星长基线编队飞行时的空间同步性能。

陆地探测一号01组卫星副总设计师王宇介绍,我国在国际上首次采用了非中断双基地成像模式,从根本上解决了双基星载SAR成像和相位同步不能同时进行的难题,可大幅提升相位同步精度,并在国际上形成了自主知识产权。

此次任务是长征系列运载火箭的第408次飞行。

来源:科技日报

综合来源:科技日报、中国航天报、上海航天、我们的太空等

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