我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达卫星高分三号正式投入使用

2017-03-27 10:55 测控要闻   

导读国家国防科技工业局宣布,我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星高分三号正式投入使用。乍一听,这超长的名字就让人们“不明觉厉”。但是只要通过断句,把这颗卫星的名字拆分成一个个关键词,就会发现这是一颗集多家“独门绝技”于一身的卫星。  

国家国防科技工业局宣布,我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星高分三号正式投入使用。乍一听,这超长的名字就让人们“不明觉厉”。但是只要通过断句,把这颗卫星的名字拆分成一个个关键词,就会发现这是一颗集多家“独门绝技”于一身的卫星。

关键词1:合成孔径雷达

这是一种高分辨率成像雷达,可以通过在空间的高速飞行,在能见度极低的气象条件下,得到类似光学照相的高分辨雷达图像。它不同于光学照相,它是利用微波来工作。换句话说,高分三号卫星是一颗微波遥感卫星,它可以不受阳光的左右,更不用拘泥于云雨天气的限制,能有效地识别伪装和穿透掩盖物,甚至可以透过地表或植被获取其掩盖的信息。

航天科技集团五院高分三号卫星系统总体主任设计师刘杰介绍,它真正做到了“不畏浮云遮望眼”。“它是靠自身发射微波,通过地面反射来成像的。这种主动的雷达载荷相对于光学来说,有几种特点。第一、全天时,不管白天黑夜都可以成像;第二、全天候,不管是晴空还是雷雨、多云,都可以成像;第三、可穿透性。比如美国以往在轨发展的一颗卫星,就看到了埃及沙漠的地下暗河,具有穿透的能力。”

国防科工局重大专项工程中心主任童旭东说,由于具备全天候、全天时监视监测全球海洋和陆地资源的能力,高分三号可以服务于海洋、减灾、水利、气象以及其他多个领域,为海洋监视监测、海洋权益维护和应急防灾减灾等提供重要技术支撑,对海洋强国、“一带一路”建设具有重大意义。

童旭东介绍说:“在进行海洋资源监测和应急灾害监测时,可以通过和光学卫星的结合,比较准确地判断出水路的边界。比如对水利工程的监测,可以准确判断出水土流失的情况。”

关键词2:“C频段”

C频段是一个综合性能比较好的电磁波频段,原多用于通信频段。一般来说,微波遥感卫星使用的频段越低,穿透性越强;频段越高,穿透性越弱。但低频段不容易实现高分辨率。

刘杰说,为了兼顾穿透性和高分辨率,最后选择了C频段,它在应用中分辨目标更有优势。不同的频段对刻画地物的特性是不一样的。一般来说,我们有微波频段,包括L频段,S频段,C频段,X频段,甚至更高的K频段。C频段对于民用来说,可以刻画出更多的目标特性,应用范围更广。

关键词3:“多极化”

极化是指电磁波的振动方向,不同振动方向的电磁波能够探测出的信息也完全不同,微波探测卫星采用的极化越多所能获取的信息就越多、用处就越大。

刘杰说,高分三号是我国第一颗多极化的卫星。以往的卫星都只有单极化能力,而多极化具备了两种极化条件。不同的极化对地物描述的特性不一样,可以获取更丰富的地物信息,可以为科学家进行数据反演、地面目标描述提供更丰富的信息,提高数据支撑的能力。

更强的观测能力带来更为广泛的用途,按照这些用途,高分三号被打造了12种工作模式。国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟说,就像在照相时,既有大幅宽的广角观测模式,也有微距刻画细节的高分辨模式。高分三号卫星分辨率从1米到500米,覆盖宽度从10公里到650公里。在一个高分三号卫星上,可以实现详查和普查的结合。

高分三号自去年8月10日,在太原卫星发射中心成功发射升空后,一直处于测试阶段,如今进入正式使用阶段。

高分三号去年发射升空后,卫星总共成像852轨,成像的海洋和陆地面积达到1.5亿平方公里,给国土、气象、海洋等各级用户提供了将近4万景的卫星图像。国防科工局副局长吴艳华表示,高分三号卫星在轨运行的5个月时间内,圆满完成了卫星平台系统测试、卫星载荷系统功能测试、星地一体化和地面系统测试等任务,目前状态良好。卫星各项性能指标不仅达到甚至优于设计要求,它的应用将有效改善我国民用雷达卫星数据长期依赖进口的现状。

低轨遥感卫星高分三号设计寿命8年,在研制过程中,采用了50多项创新技术,纵向和国际水平相比,高分三号也毫不逊色。

国家卫星海洋应用中心主任蒋兴伟以目前国际上在轨运行业务化水平较高的卫星——加拿大雷达卫星2号举例。他说:“它的有效载荷和我们一样,也是合成孔径雷达,也是C波段,但是它的空间分辨率是3米,我们达到1米,空间分辨率更高。它有9种工作模式,我们有12种工作模式,它主要针对全球海洋的波模式和全球海洋的观测模式,因为这种模式主要是在欧洲的雷达卫星上——具有全球海洋波模式的观测,但它又缺少高分辨率SAR的几何分辨率模式,所以高分三号几乎集合了在轨卫星的所有优势。”

标签:  高分三号卫星[5]    合成孔径雷达[3]    电磁波[3]    微波探测[1]
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